【摘 要】
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玉米种质资源是选育玉米品种的基础,玉米种质资源的遗传多样性与群体结构分析,不仅可以揭示种质资源的遗传特性,为育种家选材提供信息,为后续的种质改良与创新提供参考,同时也是开展关联分析、挖掘优异等位基因等研究工作的基础。随着分子生物学的发展,SNP（single nucleotide polymorphisms）标记已被广泛用于遗传多样性分析,使用SNP标记可以清晰地划分出群体结构,解析遗传多样性。由
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玉米种质资源是选育玉米品种的基础,玉米种质资源的遗传多样性与群体结构分析,不仅可以揭示种质资源的遗传特性,为育种家选材提供信息,为后续的种质改良与创新提供参考,同时也是开展关联分析、挖掘优异等位基因等研究工作的基础。随着分子生物学的发展,SNP（single nucleotide polymorphisms）标记已被广泛用于遗传多样性分析,使用SNP标记可以清晰地划分出群体结构,解析遗传多样性。由于我国不是玉米起源中心,玉米育种工作进行较晚,所以导致了我国玉米的种质资源较为狭窄,此外,由于不断地引进国外杂交种进行育种工作,其导致我国玉米血缘较为混乱。东北地区作为我国玉米主产区之一,同样也面临着种质资源狭窄、血缘关系混乱的情况,因此只有将血缘关系未知的自交系清晰地划分到已知群体中,才有利于种质资源的开发与利用。综上所述,本研究利用378份东北核心关联群体自交系,创新使用两种不同的SN P标记,DArT（diversity arrays technology）与精减后的GBS（genotyping by sequencing）标记分别对关联群体进行遗传多样性分析与群体结构划分,明确其血缘关系并为全基因组关联分析奠定基础。另外使用DArT与GBS群体结构矩阵与分子标记对玉米驯化过程中重要的适应性性状开花时间进行全基因组关联分析,寻找与之相关的候选基因,评价两种标记在不同分析中的表现,最后结合遗传多样性分析与开花时间全基因组关联分析共同为育种工作提供理论指导。主要结果如下:（1）东北核心关联群体遗传多样性丰富DArT标记SNP多态信息含量介于0.0754～0.375之间,基因多样性变幅为0.0784～0.51。GBS标记SNP多态信息含量介于0.0778～0.5899之间,基因多样变幅为0.0811～0.664。DArT标记与GBS标记都显示出大部分自交系（65%,66%）的亲缘关系系数小于或等于0,这表明378份自交系中的大多数自交系亲缘关系为非亲缘关系或远缘关系,说明本玉米群体具有较为丰富的遗传多样性。确定了GBS标记以连锁不平衡r~2=0.1时精减更适合遗传多样性分析并将群体划分为四个亚群,分别是瑞德、兰卡斯特、Io dent以及MIX亚群。使用DArT标记进行遗传多样性分析,可以将378份自交系划分为7个亚群,分别是旅大红骨、Iodent、兰卡斯特、国内瑞德、瑞德群、塘四平头亚群以及MIX群。根据遗传关系,提出了Iodent×旅大红骨、瑞德×旅大红骨、塘四平头×瑞德三种杂优模式。（2）辽宁省玉米骨干自交系群体结构划分进一步对群体内辽宁省农科院系列、沈阳市农科院系列、丹东市农科院系列玉米自交进行进化树分析,可分为7个亚群,分别是旅大红骨、塘四平头、兰卡斯特、瑞德、国内瑞德、MIX以及P群。进一步对三个系列自交系进行单独分析,发现辽宁省农科院与沈阳市农科院系列自交系都可以划分为5个亚群,分别是旅大红骨、塘四平头、瑞德、国内瑞德、P群。丹东市农科院系列可以划分为塘四平头、旅大红骨与瑞德群。（3）玉米开花时间全基因组关联分析使用DArT标记与GBS标记分别对378份玉米自交系组成的东北核心关联群体的开花时间进行全基因组关联分析,使用DArT标记共有57个基因或其拟南芥/水稻同源基因已被注释,根据注释信息,标记共鉴定到4个与开花时间相关的候选基因;使用G BS标记共有34个基因或其拟南芥/水稻同源基因已被注释,根据注释信息,共鉴定到14个与开花时间相关的候选基因,其中包括3个前人已研究报道过的基因Zm00001d042463、Zm00001d042472、Zm00001d017350,其中Zm00001d042463基因通过调控植物激素从而影响开花,Zm00001d042472与Zm00001d017350调控一种转录因子TCP21,在花粉发育的早期过程中发挥了关键作用进而影响开花时间。（4）两种不同测序平台得到的SNP标记应用上具有不同优势结合对东北核心关联群体378份玉米自交系的遗传多样性分析以及全基因组关联分析结果来看,DArT标记更加适合对群体进行遗传多样性分析以及群体结构的划分,揭示自交系之间的血缘关系,而GBS标记更加适合对关联群体进行全基因组关联分析,寻找与表型性状相关的候选基因,从而为育种工作提供理论指导。
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