[目的]通过分析陕A群和陕B群选育自交系组配的杂交种产量,评估自交系的配合力,并开展以产量和配合力为目标性状的全基因组关联分析,挖掘产量及其配合力的关联位点,为陕A群和陕B群选育玉米自交系的改良及育种中的应用提供依据.[方法]基于NCⅡ遗传设计,以陕A群和陕B群选育的85份优良玉米自交系为亲本,构建包含246 份F1的杂交种群体,在3个环境下进行产量测试,并评估产量的一般配合力和特殊配合力;利用6H90K芯片进行亲本基因型检测,获得63 879个高质量SNP标记,并进行群体遗传特征分析,在杂交种群体推测出高质量SNP标记55 951个,采用加性模型和非加性模型对杂交种产量、一般配合力和特殊配合力开展了全基因组关联分析,并基于B73参考基因组对显著关联SNPs内的基因进行挖掘和功能注释.[结果]3个环境下的产量表现符合正态分布且变异广泛,产量广义遗传力为59.04％,环境效应显著;杂交种产量、一般配合力和特殊配合力三者之间均达到极显著相关性,杂交种产量与特殊配合力的相关性(r=0.95)大于与一般配合力的相关性(r=0.62);陕A群与陕B群遗传特征具有一定差异,陕A群具有较高的一般配合力.全基因组关联分析分别检测到7、5和9个SNP与杂交种产量、一般配合力和特殊配合力显著相关(-log10(P)＞3.86),其中4个SNP为杂交种产量和特殊配合力共定位,最终锚定了17个关联SNP.对不同性状关联位点的优势等位基因型分析发现,4个GCA关联SNP受加性效应控制,F1产量BLUE关联位点可分为4种表现形式,以显性效应为主,其杂合基因型为最优等位基因型或次优等位基因型.通过功能注释发现,候选基因在玉米生长发育和籽粒建成中特异表达,例如GRMZM2G165828、GRMZM2G057557均与玉米籽粒发育相关.[结论]一般配合力和特殊配合力共同影响杂交种的产量,特殊配合力效应影响更大;一般配合力和特殊配合力具有不同的遗传基础,可通过有利等位基因聚集提高一般配合力.在F,杂交种群体采用全基因组关联分析策略可开展配合力相关遗传解析,挖掘产量及其配合力相关遗传位点,可加速关联位点在分子育种中的应用.

玉米;杂交种;一般配合力;特殊配合力;全基因组关联分析

李周帅;董远;李婷;冯志前;段迎新;杨明羡;徐淑兔;张兴华;薛吉全

西北农林科技大学农学院/西北旱区玉米生物与遗传改良重点实验室,陕西杨凌712100

中国农业科学

[1]李周帅;董远;李婷;冯志前;段迎新;杨明羡;徐淑兔;张兴华;薛吉全-.基于杂交种群体的玉米产量及其配合力的全基因组关联分析)[J].中国农业科学,2022(09):1695-1709,中插1

6H90K,GRMZM2G165828,GRMZM2G057557

杂交种,玉米产量,全基因组关联分析,选育,组配,目标性,玉米自交系,NC,良玉,亲本,估产,一般配合力,特殊配合力,群体遗传,遗传特征分析,加性模型,B73,参考基因,SNPs,功能注释,产量表现,正态分布,广义遗传力,环境效应,显著相关性,log10,共定位,锚定,性状关联,等位基因,基因型分析,GCA,加性效应,BLUE,杂合,优等,次优,候选基因,玉米生长发育,籽粒建成,特异表达,玉米籽粒,籽粒发育,力效,遗传基础,高一,分析策略,遗传解析,遗传位点,速关,分子育种

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