玉米骨干自交系京2416杂种优势及遗传重组解析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵久然

作者： 赵久然;李春辉;宋伟;刘新香;王元东;张如养;王继东;孙轩;王夏青

作者机构：

关键词： 玉米;京2416;杂种优势;遗传重组;黄改系

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2020 年 53 卷 022 期

页码： 4527-4536

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]玉米骨干自交系京2416是以(京24 × 5237)×京24构建基础选系群体,利用高大严及同群优系聚合等选系技术选育的优良黄改群自交系.以其为父本育成的审定品种已有20多个,其中代表性品种京农科728,突破了黄淮海夏玉米籽粒机收技术瓶颈,成为中国首批通过国家审定的机收籽粒品种.通过分析京2416与X群种质的杂种优势,及其形成过程中的重组事件和黄早四基因组片段传递规律,解析京2416形成的遗传机制,以期为黄改系的进一步遗传改良提供参考.[方法]选用黄早四、京2416及其2个选系亲本(京24和5237)为材料,与5份X群代表性自交系根据NCII遗传设计组配杂交组合,利用F1产量相关性状单穗粒重的中亲优势、超高亲优势值和配合力效应值评估4份黄改系的杂种优势.对4份黄改系及5份X群自交系进行测序深度约为18×的全基因组重测序,用BWA、GATK等软件进行序列比对和变异检测,基于获得的SNP和InDe1标记信息,利用GCTA和Treebest软件进行主成分分析和系统发生树构建,同源传递片段(identity-by-descent,IBD)使用IBDseq软件识别.[结果]通过比较分析黄早四、京2416、京24、5237与5份X群代表系所配杂交组合的F1产量相关性状发现,与其他3份材料(黄改系京24、5237和黄早四)相比,京2416具有更高的超高亲优势和一般配合力.基于全基因组重测序数据,分析重现了京2416形成过程中的重组事件,明确京2416的基因组组成,选系亲本京24和5237在京2416基因组中保留的比例分别为80.96%和19.04%.利用基因组测序数据解析从黄早四到京2416的IBD片段,结果表明,京2416从京24和5237 2个选系亲本中聚合了全部的9个重要黄改系特征性选择区域.[结论]骨干自交系京2416在遗传改良过程中,通过染色体重组聚合选系亲本京24和5237所有的9个重要黄改系特征性选择区域,从分子水平解释了京2416与X群代表系表现出更高配合力的遗传基础.

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