杂种优势群的划分及种质资源遗传关系的研究为有效利用种质，开展分子标记技术研究玉米种质亲缘关系及其遗传多样性创造有利条件。RFLP、RAPD、AFLP和SSR等分子标记方法都先后被用于玉米自交系的遗传多样性研究中。Mumm和Dudley (1994)，刘新芝等(1997)，Ajmone-Marsan等(1998)，张世煌等(2000)和Pejic等(1998)用RFLP、RAPD、SSR和AFLP四种分子标记方法分析33份玉米自交系的遗传多样性，认为在4种标记中SSR标记的平均多态性信息量(PIC)最大。因此，SSR是研究遗传多样性的最好的标记(Mumm and Dudley, 1994; 刘新芝等, 1997; Ajmone-Marsan et al., 1998; Pejic et al., 1998)。SSR标记成本低、重复性好、可信度高，是最适合进行玉米遗传多样性研究的标记方法之一。

本研究采用SSR标记技术对47份新疆特早熟玉米自交系进行遗传多样性分析，以期对新疆本地特早熟玉米自交系进行分类，对新疆特早熟玉米自交系的亲缘关系做出评价，为进一步利用杂种优势群模式进行玉米新品种选育提供技术支撑，为更好、更快的选育优良早熟玉米杂交种提供技术保障和服务。

1结果与分析
1.1 SSR标记数据分析
采用筛选出的32对PCR扩增结果稳定的SSR引物，分析28份新疆自育玉米自交系和19份国内外玉米骨干自交系(标准测验种)遗传多样性。结果表明，32对引物在47份玉米自交系间表现稳定多态性，共检测到144个等位位点，每条引物检测到3~8个，平均为4.5个。47份材料间的遗传相似系数在0.386~0.849之间，平均为0.617。检测等位基因数最多的引物为bnlg161，bnlg162和bnlg439，等位基因数都为8个；最少的引物为nc009，有2个等位基因。检测出的144个标记位点均表现出多态性，表明47份新疆特早熟玉米自交系材料具有比较丰富的遗传变异。

1.2聚类分析
SSR标记的基因型数据，统计分析得到47份供试材料之间的遗传相似系数。采用用UPGMA法进行分析47份材料之间遗传相似数据矩阵，用NTSYS-PC version2.11统计软件做聚类分析图(表1)。在遗传相似系数为0.536的水平上，将47份供试材料划分为四类，该结果与地理来源和表型分类的结果基本一致。

表1 32份引物名称和检测到的多态性指标 Table 1 The name list of 32 SSR primers and detected polymorphic index

第Ⅰ类：是以B73为代表的瑞德类群，有新自523、新自304、OS87-24、新自218、新自4213、B73、新自4217、郑58、掖478、新自3113、新自3021、新自3041、ZPL300/43、ZPL300/11、新自3020、新自226、ZPA82/9和新自351等18份材料。在本类群中，新自523、新自304、OS87-24和新自218聚在一个亚群；新自4213、B73、新自4217、郑58和掖478聚在一个亚群；新自3021、新自3041、ZPL300/43和ZPL300/11聚在一个亚群；新自3020、新自226和ZPA82/9聚在一个亚群；新自3113单独成为一个亚群。

第Ⅱ类：是以黄早四为代表的塘四平头类群，有新自229、昌7-2、吉853、新自349、早314S、黄早四、B4-213、早314L、武314、K12、502、承18和海014等13份材料。在本类群中，新自229、昌7-2和吉853聚在一个亚群；早314S、黄早四和B4-213聚在一个亚群；早314S和早314L与武314聚在一起；承18与海014成为一个小的亚群。

第Ⅲ类：是以Mo17为代表的兰卡斯特类群，有早17、新自330、Mo17、ZPL717、南75/2、新自224-1 (红轴)、三团四、BLC153、ZPL11/1、KP105、新自225-1、JL02 (白轴)、ZPL125/11 (白轴)、ZPL12/11 (红轴)和103A等15份材料。在本群内，早17、新自330、Mo17和ZPL717聚在一个亚群；南75/2、新自224-1 (红轴)和三团四聚在一个亚群；BLC153、ZPL11/1和KP105聚在一个亚群；新自225-1、JL02 (白轴)、ZPL125/11 (白轴)和ZPL12/11 (红轴)聚在一个亚群；103A单独成为一个亚群。

第Ⅳ类：只有甸骨11。

图1 47份玉米自交系材料聚类分析图 Figure 1 Cluster analysis of 47 maize inbred lines

1.3系谱来源复杂的玉米自交系遗传关系分析
在第Ⅰ类中，新自531单独成为一个小的亚群，没有与其他材料聚在一起，可能与以B73为代表的材料有一些血缘关系，但是遗传距离较远，这与育种家在田间多年的观察结果非常一致，表明新自531含有比较复杂的血统，具有一定的遗传发掘潜力。其他亚群内的材料聚类分布与材料血缘背景基本吻合。

图2 第Ⅰ类材料亚群内聚类分布图 Figure 2 Distribution diagram of materials in category Ⅰ within subsets

在第Ⅱ类中，承18、海014与黄早四的遗传距离较远，502单独成为一个亚群，本群聚类分布与材料系谱基本吻合。

图3 第Ⅱ类材料亚群内聚类分布图 Figure 3 Distribution diagram of materials in category Ⅱ within subsets

在第Ⅲ类中，早17、新自330、MO17和ZPL717四份材料聚在一起，遗传距离较近。103A与其他材料遗传距离较远，单独成为一个亚群。

图4 第Ⅲ类材料亚群内聚类分布图 Figure 4 Distribution diagram of materials in category Ⅲ within subsets

2讨论
随着现代生物技术的快速发展，玉米分子标记技术日趋成熟。SSR标记是共显性遗传，有数量丰富、重复性好、费用低等优点，是玉米遗传多样性研究最好的标记方法。

研究结果表明，32对SSR引物具有较高的多态性，能够反映出供试材料之间的遗传差异。筛选多态性更高并均匀覆盖整个玉米染色体的引物可以对供试材料DNA进行扩增，建立玉米分子标记数据库，对遗传背景不明确的材料进行系统分类，划分杂种优势群，确立供试材料之间的遗传距离、遗传多样性，提高育种工作效率，减轻田间盲目选择的工作量。聚类结果显示，部分材料并没有聚在国内主要玉米杂种优势群内，新疆本土选育的玉米自交系含有前南斯拉夫，加拿大等外国血缘，材料遗传背景复杂；另外聚类数据与所用引物有关，不同的聚类结果反应出材料遗传关系的宽度，为后期研究开拓了思路。

供试材料多态性分析检测出128个位点，每个位点等位基因数为2~6个，平均4.0个，位点之间表现出多态性。统计分析结果表明材料间遗传相似系数在0.372~0.844之间，采用非加权平均法(UPGMA)做梳妆聚类图，供试材料在遗传相似系数为0.536的水平上划分为4类。此法可提高玉米种质资源合理利用，选育亲本及玉米杂交种育种工作的速度和效率，为我区玉米育种科研工作提供技术参考和保障。

3材料与方法
3.1试验材料
以新疆农科院粮作所自育的28份玉米新自交系和19份国内主要骨干自交系为试验材料(表2)。

表2 参试玉米自交系材料 Table 2 Maize inbred line tested in the experiment

3.2 DNA提取及PCR-SSR分析
本研究于2010年至2011年，在新疆农业科学院粮食作物研究所分子生物学实验室完成。

采用CTAB法提取玉米材料DNA。SSR引物由上海生物工程技术有限公司合成。反应体系：10×Buffer (Mg²⁺) 2.5 μL，引物Ⅰ (10 μmol/L) 0.5 μL，引物Ⅱ (10 μmol/L) 0.5 μL，dNTP (10 mmol/Leach) 0.5 μL，Taq DNA聚合酶(5 U/μL) 0.3 μL，DNA模板(100 ng/mL) 1 μL，无菌双蒸水14.7 μL，共计20 μL。

反应程序：包括预变性94℃ 5 min，变性94℃ 30 s，退火60℃ 30 s，延伸72℃ 40 s，循环5次；变性94℃ 30 s，退火58℃ 30 s，延伸72℃ 40 s，循环35次，72℃延伸7 min，4℃保存待用。在PTC-200上进行PCR扩增反应。

PCR扩增产物先变性处理，用6%聚丙烯酰胺凝胶进行电泳，恒定功率60 W，时间约90 min。

3.3数据统计分析
将基因型数据以0、1、9统计方法建立数据库。在相同迁移率位置上，1：表示有带；0：表示无带；9：表示数据缺失。按GS=m/(m+n)计算遗传相似系数，m为基因型间共有带数目，n为差异带数目。按非加权平均法(UPGMA)做树状图，聚类分析采用NTSYS2.11软件进行。根据Senior等(1998)提出的公式：PIC=1-∑fi2，计算SSR引物的遗传多态性信息量，其中fi表示某一位点的第i个等位变异在群体中出现的频率。

作者贡献
杨杰、韩登旭和邵红雨是本研究的实验设计和执行人；杨杰完成数据分析，论文初稿的写作；李铭东参与试验执行，试验结果分析；梁晓玲和阿布来提•阿布拉是项目的构思者及负责人，指导实验设计，论文修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究由国家现代玉米产业技术体系建设专项、国家转基因重大专项(2011ZX08003-004)、新疆自治区科技支疆项目(201191220)、新疆自治区十二五科技支撑计划项目(201231104)和新疆自治区十二五攻关重大专项共同资助。感谢卢静和刘成老师的支持和帮助，并对本文的实验设计和撰写提供了宝贵意见；感谢中国农业科学院作物科学研究所郝转芳副研究员、中国农业大学徐淑兔博士对本文提出了宝贵的的修改意见。

参考文献
Ajmone-Marsan P., Castiglioni P., Fusari F., Kuiper M., and Motto M., 1998, Genetic diversity and its relationship to hybrid performance in maize as revealed by RFLP and AFLP markers, Theor. Appl. Genet., 96(2): 219-227
http://dx.doi.org/10.1007/s001220050730 
 
Liu X.Z., Peng Z.B., Fu J.H., Li L.C., and Huang C.L., 1997, Use of RAPD in heterotic grouping of maize, Zhongguo Nongye Kexue (Scientia Agricultura Sinica), 30(3): 44-51 (刘新芝, 彭泽斌, 傅骏骅, 李连城, 黄长铃, 1997, RAPD在玉米杂种优势群划分中的应用, 中国农业科学, 30(3): 44-51)
 
Mumm R.H., and Dudley J.W., 1994, A classification of 148 U.S. maize inbreds: I. cluster analysis based on RFLPs, Crop Science, 34(4): 842-851
http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1994.0011183X003400040005x
http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1994.0011183X003400040006x
 
Pejic I., Ajmone-Marsan P., Morgante M., Kozumplick V., Castiglioni P., Taramino G., and Motto M., 1998, Comparative analysis of genetic similarity among maize inbred lines detected by RFLPs, RAPDs, SSRs, and AFLPs, Theor. Appl. Genet., 97(8): 1248-1255
http://dx.doi.org/10.1007/s001220051017
 
Senior M.L., Murphy J.P., Goodman M.M., and Stuber C.W., 1998, Utility of SSRs for determining genetic similarities and relationships in maize using an agarose gel system, Crop Science, 38: 1088-1098
http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1998.0011183X003800040034x
 
Zhang S.H., Peng Z.B., and Li X.H., 2000, Heterosis and germplasm enhancement, improvement and development of maize, Zhongguo Nongye Kexue (Scientia Agricultura Sinica), 33(S): 34-39 (张世煌, 彭泽斌, 李新海, 2000, 玉米杂种优势与种质扩增、改良和创新, 中国农业科学, 33(S): 34-39)