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摘要：利用基于Illumina平台的玉米MaizeSNP50 （50 K） 芯片对90份鲜食玉米自交系材料进行SNP基因分型，获得11 100个高质量SNP变异位点。通过这些位点可以将具有不同遗传背景的90份鲜食玉米资源划分为四大类群，分别为热带糯玉米群（31份）、热带甜玉米群（15份）、温带糯玉米群（11份）、温带甜玉米群（33份），并对其群体遗传结构进行PCA分析，二者结果与自交系谱系来源保持一致。以上述温、热优势群划分结果为依据，现已知15个自主选育鲜食玉米品种的组配模式为温、热带优势群间杂交，且各品种在农艺性状、品质、抗性等方面均表现出较强的杂种优势，该温-热杂优模式为今后鲜食玉米品种选育提供了新方向。
关键词：温热带鲜食玉米;SNP基因分型;类群划分;杂优模式;玉米育种
中图分类号：S513.03 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2021）05-0062-05
鲜食玉米是指在乳熟期采摘果穗用于食用，具有特殊风味和品质的玉米品种。和普通玉米相比它具有甜、糯、嫩、香等特点。从品质上可分为甜玉米、糯玉米、甜加糯玉米三大类。因其风味独特、营养丰富、效益显著，既可即时供应，也可冷藏加工，而深受广大种植者、消费者和加工企业的欢迎，市场需求越来越大。玉米是异花授粉作物，杂种优势应用的典型代表。杂种优势大小主要取决于亲本的遗传组成和遗传差异，遗传差异越大则杂种优势越明显。在不同杂种优势群之间组配杂交组合获得强优势组合的概率较大，进而可形成杂种优势模式[1]。因此，依据亲缘关系和遗传组成将玉米自交系划分为不同的杂种优势类群是玉米育种的重要研究课题。从20世纪90年代起，我国玉米杂种优势群划分经历了从5群（改良Reid、Lancaster、塘四平头、旅大红骨和其他群）到3群 （Reid、Lancaster和国内群）再到2群 （Reid群和 Non-Reid 群）[8]，最终归并为2个杂种优势列（alignment），A列即母本阵列或SS（StiffStalk）列，B列即父本阵列或NSS（non-Stiff Stalk）列的复杂历程。近些年越来越多的育种家们提出了“温-热带种质”综合育种的新思路。一般而言，温带种质具有株型优良、出籽率高、产量潜力大、配合力高等优良特性，热带种质则具有叶片持绿期长、生物产量高、抗病抗逆性强等突出特点。为充分利用温、热带玉米种质的优良特性，根据育种实际，提出了“温带种质×热带种质”的杂优组配模式，并取得了一系列成果。然而，目前关于鲜食玉米（尤其是甜玉米）的遗传基础和类群划分等相关研究仍然较少，本研究以不同遗传背景的90份鲜食玉米自选系为材料，利用基于Illumina平台的玉米MaizeSNP50 （50 K） 芯片对其进行基因分型、杂种优势群划分及群体结构PCA分析，并以前期育成品种组配模式为参考，探究鲜食玉米温-热杂优新模式，为后续种质改良和杂交组配指引了新方向。
1 材料与方法
1.1 供试材料及全基因组芯片数据
供试材料为具有温带或热带血缘的90份鲜食玉米自交系（表1），2019年种植于南京市蔬菜科学研究所试验田，每株系种植1行，行长4 m，行距 60 cm，每行播种20粒。之后利用基于Illumina平台的玉米MaizeSNP50 （50 K） 芯片进行SNP基因分型，过滤掉次要等位基因频率（MAF）
关键词：温热带鲜食玉米;SNP基因分型;类群划分;杂优模式;玉米育种
中图分类号：S513.03 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2021）05-0062-05
鲜食玉米是指在乳熟期采摘果穗用于食用，具有特殊风味和品质的玉米品种。和普通玉米相比它具有甜、糯、嫩、香等特点。从品质上可分为甜玉米、糯玉米、甜加糯玉米三大类。因其风味独特、营养丰富、效益显著，既可即时供应，也可冷藏加工，而深受广大种植者、消费者和加工企业的欢迎，市场需求越来越大。玉米是异花授粉作物，杂种优势应用的典型代表。杂种优势大小主要取决于亲本的遗传组成和遗传差异，遗传差异越大则杂种优势越明显。在不同杂种优势群之间组配杂交组合获得强优势组合的概率较大，进而可形成杂种优势模式[1]。因此，依据亲缘关系和遗传组成将玉米自交系划分为不同的杂种优势类群是玉米育种的重要研究课题。从20世纪90年代起，我国玉米杂种优势群划分经历了从5群（改良Reid、Lancaster、塘四平头、旅大红骨和其他群）到3群 （Reid、Lancaster和国内群）再到2群 （Reid群和 Non-Reid 群）[8]，最终归并为2个杂种优势列（alignment），A列即母本阵列或SS（StiffStalk）列，B列即父本阵列或NSS（non-Stiff Stalk）列的复杂历程。近些年越来越多的育种家们提出了“温-热带种质”综合育种的新思路。一般而言，温带种质具有株型优良、出籽率高、产量潜力大、配合力高等优良特性，热带种质则具有叶片持绿期长、生物产量高、抗病抗逆性强等突出特点。为充分利用温、热带玉米种质的优良特性，根据育种实际，提出了“温带种质×热带种质”的杂优组配模式，并取得了一系列成果。然而，目前关于鲜食玉米（尤其是甜玉米）的遗传基础和类群划分等相关研究仍然较少，本研究以不同遗传背景的90份鲜食玉米自选系为材料，利用基于Illumina平台的玉米MaizeSNP50 （50 K） 芯片对其进行基因分型、杂种优势群划分及群体结构PCA分析，并以前期育成品种组配模式为参考，探究鲜食玉米温-热杂优新模式，为后续种质改良和杂交组配指引了新方向。
1 材料与方法
1.1 供试材料及全基因组芯片数据
供试材料为具有温带或热带血缘的90份鲜食玉米自交系（表1），2019年种植于南京市蔬菜科学研究所试验田，每株系种植1行，行长4 m，行距 60 cm，每行播种20粒。之后利用基于Illumina平台的玉米MaizeSNP50 （50 K） 芯片进行SNP基因分型，过滤掉次要等位基因频率（MAF）