春播早熟区高粱杂种优势群及杂种优势模式分析

摘要

杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优势群,分析主推杂交种的杂种优势模式。结果表明,利用全基因组5×测序,过滤到1,304,623个高质量SNP标记用于群体结构分析和杂种优势类群划分。55份高粱亲本系平均遗传距离为0.704,变幅0.627~0.927。多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均为0.2935,变幅为0.1~0.5。群体结构和主成分分析将55份亲本系划分为4个杂种优势群:都拉群(Durra,D群)、卡佛尔/都拉群(Kafir/Durra,KD群)、俄罗斯/卡佛尔群(Russia/Kafir,RK群)、中国高粱群(Kaoliang,K群)。25个主推杂交种中76%的杂交种杂种优势模式为Kafir/Durra×Kaoliang模式,主推高粱杂交种的不育系主要来源于引自国外的Kafir和Durra群,恢复系多来源于我国自产的Kaoliang群。本研究的群体结构分析及其划分的杂种优势群阐明了春播早熟区高粱亲本系的遗传基础,为亲本系改良和杂种优势模式创新研究提供科学依据。