部分玉米自交系性状的聚类分析-中国种业

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1、玉米自交系盐溶蛋白聚类分析基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划“玉米优异种质创新及新品种选育（2011KTZB02-01-02）”、旱区作物逆境生物学国家重点实验室开放课题基金（CSBAA2013014）资助。作者简介：赵宁娟（1982-），女，农学硕士，主要从事玉米遗传育种及栽培研究。联系方式：zhaoningjuan1@tom.com。赵宁娟1孟庆立1张宇文1雷绪劳1（1.陕西省宝鸡市农科所，陕西岐山722400）摘要：利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶对87份玉米自交系种子的盐溶蛋白进行电泳，将多态性条带作了聚类分析。研究表明，材

2、料间蛋白谱带差异明显，具有良好的遗传多样性。聚类结果显示，87个玉米自交系总体上可划分为两大类群：Reid/非Reid，其中Reid群中又可分为两个亚群。各类群代表自交系的聚类结果与前人研究基本相符，而自选材料的类群划分，为今后进行群间杂交组配，提供了初步依据。关键字：玉米自交系盐溶蛋白聚类分析目前，杂种优势利用仍是玉米新品种选育的主要手段。在进行亲本选配之前，明确自交系之间的亲缘关系，根据所属类群建立相应的杂交优势利用模式，将极大减少组合的盲目性，提高育种效率。刘新芝等研究认为，聚类分析结果与自交系血缘有紧密联系，亲缘关系不同

3、的自交系归入不同类群，同一类群中遗传差异较小，类群间遗传差异大，在实践中，可有目的选择亲缘不同，来自不同类群的自交系杂交，获得强优势组合[1-4]。当前玉米自交系类群划分的技术手段主要有：农艺性状聚类、配合力测定、同工酶技术、生化指纹图谱分析、分子标记技术、蛋白质电泳等。有些学者认为，以农艺性状进行聚类分析对自交系类群划分有很大的局限性[5,6]；配合力测定结果虽然可以准确划分自交系类群，但受气候环境影响较大，耗时较长；同工酶技术、生化指纹分析和分子标记技术要求较高的设备条件和较多的试验费用。而蛋白电泳效率高、花费少，能够反映自

4、交系之间在分子水平上的差异，基本可以满足分类研究的需要[7]。牛应泽等根据醇溶蛋白和盐溶蛋白区分不同玉米品种，认为在玉米品种鉴定中盐溶蛋白比醇溶蛋白有优势[8]。虽然玉米种子盐溶蛋白含量较少，但其分子多态性和品种的异质性是较大的，不同种之间的谱带存在明显差异且清晰稳定。本试验运用改进的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对87个玉米自交系种子进行聚类分析，旨在划分本单位玉米自交系所属类群，期望以此提高玉米育种工作的效率。1材料与方法1.1供试材料供试材料为87个自交系，其中包括12个常规系和75个自选系。常规系的亲缘关系较为明确，自选系多

5、为二环系，需要确认其所属类群。1.2试验方法1.2.1盐溶蛋白电泳1.2.1.1蛋白质提取随机抽取完整玉米颗粒。将单粒玉米干种子磨碎后，移入1.5ml离心管，按体积比1:1加入提取液（含0.58%NaCl、20%蔗糖和0.015%甲基绿），混匀，室温下每隔5min摇晃一次，放置1h，10000×g离心15min，取上清液进行电泳。1.2.1.2电泳在室温下，采用220V电压，用溴酚兰作指示剂，待溴酚兰跑至底部0.5cm处停止。浓缩胶浓度4.9%，分离胶浓度13.8%。1.2.1.3染色电泳后，凝胶在考马斯蓝染色液中染色2h，用清

6、水漂洗至背景无色。用数码相机拍照得到图1。1.2.1.4条带统计电泳重复3次，以确保条带稳定。选择清晰可辨、重复性好的照片进行谱带统计。在相同迁移位置有带的记为“1”无带的记为“0”。1.2.2聚类分析用NTSYSpc2.1软件进行聚类分析。2结果与分析2.1盐溶蛋白图谱分析72图1玉米自交系盐溶蛋白电泳图对87份玉米自交系种子盐溶蛋白进行电泳，部分结果见图1。从图中可以看出，电泳条带比较清晰稳定，数量较多，材料间差别明显，具有较好的多态性。为控制统计误差，选取了图谱丰富，深色带多、分布范围广，无电泳生物型变异的72号自交系的带

7、型作为标志带。2.2聚类分析图287份玉米自交系聚类图谱聚类分析图谱见图2，87个玉米自交系被分成两大类，第I类为Reid群，包括K22、掖478、PH6WC、郑58、铁7922及26个自选系，第II类为非Reid群，包括Lancaster群的代表Mo17、自330、PH4CV和34个自选系，另外还包括了四个常规系H21、502、吉853、昌7-2和15个自选系。将类群划分结果整理如下（表1）。表187个玉米自交系类群划分结果类群Group自交系数目Numberofinbred自交系名称或编号Nameorcodeofinbred

8、Ⅰ：Reid31K22、掖478、PH6WC、郑58、铁7922、1、2、12、13、5、24、6、16、17、68、4、31、80、11、8、14、15、10、26、28、29、30、34、21、22、25Ⅱ：非ReidLancaster37PH4CV、Mo1