中国玉米地方品种种族的遗传变异评估

【目的】通过 DNA 水平的分子评价，明确中国玉米9个种族的遗传变异，并揭示各种族之间的遗传关系与群体分化特性，为中国玉米种族的形成与演变等相关研究奠定基础，同时也为种族资源的高效利用提供参考。【方法】利用覆盖玉米全基因组的55个SSR标记，对基于中国库存玉米所划分的9个玉米种族的224份代表性材料进行分子鉴定。获得所有标记的片段长度数据后，利用PowerMarker软件（V3.25）中的Summary模块计算224份材料的平均等位变异、基因多样性与多态性信息含量（polymorphism information content，PIC），并通过重取样策略，利用Wilcoxon秩和测验分析了9个种族在相同样本容量水平上3个遗传多样性参数的差异水平。利用PowerMarker软件中的Phylogeny模块计算了9个种族的欧氏距离，并以此进行种族的聚类分析；利用该软件中的Structure模块对9个种族进行分子变异分析（analysis of molecular variance，AMOVA），并计算各种族的群体分化系数（FST），以此进行各种族群体分化检测。【结果】55个SSR所检测到的中国9个玉米种族的等位变异、基因多样性与PIC等3个多样性参数的幅度分别为4.42—7.64个/位点、0.5788—0.6532与0.5334—0.6117，平均值依次为11.53个/位点、0.6315与0.5953。西南黄色硬粒种族与衍生种族的平均等位变异相对较高，但基于重取样的分析结果表明这9个种族在这3个多样性参数上的差异均不显著（P＞0.05）。聚类结果显示，9个种族分成了3个类群，其中爆裂种族形成1个独立类群，3个北方种族形成1个类群，剩下的5个种族（3个西南种族、1个糯质种族、1个衍生种族）形成1个类群。AMOVA分析结果表明，9个种族之间的分子变异程度约为3%，远小于这些种族内部所检测到的分子变异（50%）。9个种族的群体分化系数（FST）为0.29%—7.63%，其中，西南白色硬粒种族与南方糯质种族、西南马齿种族与西南黄色硬粒种族、西南马齿种族与衍生种族之间的FST均相对较小，分别为0.29%、0.70%与0.80%，说明其遗传关系更近。【结论】在长期的人工选择与自然选择过程中，中国玉米9个种族蕴藏丰富的遗传变异。西南白色硬粒种族与糯质种族之间的分化程度远低于其他种族，前者在糯玉米资源的起源进化中可能扮演重要角色；西南黄色硬粒种族和西南马齿种族与衍生种族之间的分化程度很低，表明这2个种族对衍生种族的形成可能有重要作用。