玉米自交系的典型性和纯度是影响玉米杂交种质量和产量的重要因素,也是发挥品种增产特性的重要基础。如何保持玉米自交系的特性和纯度,前人研究较少。本研究期望通过分析玉米自交后代和单倍体诱导系后代的遗传纯合度,田间性状的一致性和自交系纯合度对产量的影响,明确定系循环技术建立保种圃的依据,为玉米自交系繁殖技术的建立提供理论基础。1.建立保种圃的依据。通过SNP分子标记技术对三个不同纯度的材料昌7-2、郑58、LX9801检测S0代到S3代的纯合度,得出随着自交代数的增加,自交系纯合度增加,纯合进度降低。田间性状一致性程度随着自交代数的增加而提高,在S3代群体目测性状一致性达到100%。DH系纯合度较高,可以作为自交系纯合的手段,用于保种圃的建立,但也未能达到100%的纯合度,其原因需要进一步研究。2.自交系达到预期纯合度所需的自交代数。自交系后代的实际纯合度与理论纯合度显著相关。实际值(y)与理论值(x)符合线性方程y=0.7971x+19.44,R2=0.8997??,对于任何一个自交系,可以根据?n=-3.322×log[(1-P)/(1-X)]计算纯合需要的代数,其中?n为自交代数,P为期望的实际纯合度计算的理论值,X为需要提纯材料的实际纯合度计算的理论值。3.保种圃中纯合单株的选择所依据的性状。根据SSR检测具有一致性和SNP纯合度在99%以上株系的田间性状得出,在自交系田间选择时,应该根据性状稳定的特点并结合自交代数依次进行。首先依据较易稳定纯合的群体目测性状;其次,个体测量性状中,叶宽、果穗长、果穗直径、雄穗一级侧枝数、穗行数等可作为第二类依据的性状;第三,穗位高/株高、行粒数、叶长等较难稳定的性状,应在自交高代选择。4.自交系微效遗传差异对产量的影响。利用不同纯合度的株系相互杂交,其大多数杂交组合(F1)的产量均高于亲本株系的产量,随着遗传差异的加大,杂种优势也在加大,昌7-2、郑58、LX9801的0X0杂交组合产量比株系亲本总体平均提高了13.07%。方差分析表明,昌7-2和郑58多数组合亲本和杂交组合产量、千粒重、穗行数、行粒数差异不显著,LX9801多数组合亲本和杂交组合产量、行粒数差异显著,并且得出影响产量首要因素是行粒数,其次是千粒重。纯合自交系株系两两杂交也能提高杂交组合的产量,对其机理需要进一步研究。5.玉米自交系产量和产量三要素性状的SNP关联分析。本研究找到与产量相关的SNP 18个,位于3、7和9号染色体上;与千粒重相关的SNP 3个,位于1、3和5号染色体上;与行粒数相关的SNP 43个,位于1、3、5、6、7、8和9号染色体上,多数位于3和9号染色体上,其中与产量共同的SNP标记9个。6.对重要的SNP标记进行注释。产量和行粒数、千粒重相关性状显著的SNP标记共有10个,与其相连锁的基因主要与植物生长发育、细胞增殖过程的酶类有关。但这些分子标记所连锁的基因的功能还需要进一步研究。