基于形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記的糯玉米審定品種遺傳多樣性剖析與展望一、引言1.1研究背景與目的糯玉米，又稱蠟質(zhì)玉米，是受隱性基因wx控制的玉米突變類型，其胚乳淀粉幾乎100%為支鏈淀粉，這賦予了糯玉米獨(dú)特的食用品質(zhì)和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。在食用方面，糯玉米口感軟糯、香甜，富含多種維生素、氨基酸和活性膳食纖維，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，鮮食市場(chǎng)上糯玉米品種豐富多樣，滿足了不同消費(fèi)者的口味需求。在工業(yè)領(lǐng)域，糯玉米的支鏈淀粉特性使其成為食品增稠劑、凝膠劑的優(yōu)質(zhì)原料，可用于穩(wěn)定冷凍食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、懸浮天然果汁果肉，還可用于釀制優(yōu)質(zhì)黃酒等，在醫(yī)藥領(lǐng)域也可作為制藥的包衣材料和緩釋劑等。隨著人們生活水平的提高和對(duì)健康飲食的追求，糯玉米的市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)作為全球第二大糯質(zhì)玉米生產(chǎn)國(guó)，每年的糯質(zhì)玉米種植面積穩(wěn)定在1200萬(wàn)畝左右，但由于市場(chǎng)需求的多元化和不斷增長(zhǎng)，我國(guó)每年仍需從烏克蘭等國(guó)進(jìn)口優(yōu)質(zhì)糯質(zhì)玉米以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的部分需求，然而，國(guó)際形勢(shì)的變化，如俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)等，使得進(jìn)口糯質(zhì)玉米的數(shù)量和價(jià)格出現(xiàn)較大波動(dòng)，這對(duì)國(guó)內(nèi)工業(yè)用糯質(zhì)玉米市場(chǎng)帶來(lái)了沖擊，凸顯了發(fā)展國(guó)內(nèi)糯玉米產(chǎn)業(yè)、豐富糯玉米品種資源的重要性。遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分，對(duì)于作物的育種、進(jìn)化研究和種質(zhì)資源保護(hù)具有關(guān)鍵意義。對(duì)于糯玉米而言，深入研究其遺傳多樣性至關(guān)重要。一方面，糯玉米的wx基因遺傳多樣性較低，可直接用于選系的自然突變糯質(zhì)基礎(chǔ)材料稀缺，限制了育種工作的進(jìn)展；另一方面，傳統(tǒng)育種方法存在選育周期長(zhǎng)、目標(biāo)性狀易丟失、抗性弱、產(chǎn)量低等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病糯玉米新品種的需求。因此，了解糯玉米的遺傳多樣性，挖掘豐富的遺傳資源，能夠?yàn)橛N提供更廣泛的材料選擇，有助于培育出具有優(yōu)良性狀的新品種，提高糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在遺傳多樣性研究中，形態(tài)學(xué)標(biāo)記和分子標(biāo)記是常用的手段。形態(tài)學(xué)標(biāo)記通過(guò)觀察作物的外部形態(tài)特征，如株高、穗長(zhǎng)、粒色等，來(lái)分析遺傳差異，具有直觀、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但易受環(huán)境因素影響，多態(tài)性較低。分子標(biāo)記則是基于DNA水平的遺傳標(biāo)記，能夠直接反映基因組的遺傳變異，具有穩(wěn)定性高、多態(tài)性豐富等優(yōu)點(diǎn)。SSR（簡(jiǎn)單重復(fù)序列）標(biāo)記作為一種常用的分子標(biāo)記，具有高度的多態(tài)性和重復(fù)性，能夠在不同遺傳背景下檢測(cè)到明顯的多態(tài)性差異，被廣泛應(yīng)用于作物遺傳多樣性研究。將形態(tài)學(xué)標(biāo)記與SSR標(biāo)記相結(jié)合，能夠從表型和基因型兩個(gè)層面全面分析糯玉米的遺傳多樣性，相互補(bǔ)充，提高研究的準(zhǔn)確性和可靠性。本研究旨在運(yùn)用形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記相結(jié)合的方法，對(duì)糯玉米審定品種的遺傳多樣性進(jìn)行深入分析。通過(guò)收集不同地區(qū)、不同來(lái)源的糯玉米審定品種，觀測(cè)其形態(tài)學(xué)性狀，并利用SSR標(biāo)記技術(shù)對(duì)其基因組進(jìn)行掃描，分析遺傳數(shù)據(jù)，從而揭示糯玉米審定品種的遺傳多樣性水平、遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，為糯玉米的種質(zhì)資源保護(hù)、品種選育以及遺傳改良提供科學(xué)依據(jù)，助力糯玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在糯玉米遺傳多樣性研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開(kāi)展了大量工作，并取得了一系列有價(jià)值的成果。在國(guó)外，分子標(biāo)記技術(shù)在糯玉米遺傳多樣性研究中應(yīng)用廣泛。例如，有研究利用SSR標(biāo)記對(duì)不同來(lái)源的糯玉米自交系進(jìn)行分析，通過(guò)檢測(cè)多態(tài)性位點(diǎn)，準(zhǔn)確評(píng)估了自交系間的遺傳差異，為糯玉米品種選育提供了重要的遺傳信息。同時(shí)，通過(guò)對(duì)糯玉米基因組測(cè)序和分析，挖掘出與品質(zhì)、抗性等重要性狀相關(guān)的基因，為分子育種奠定了基礎(chǔ)。在糯玉米的類群劃分方面，基于分子標(biāo)記數(shù)據(jù)的聚類分析方法被普遍采用，能夠清晰地揭示不同糯玉米品種之間的親緣關(guān)系和遺傳結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)種質(zhì)資源的合理利用和創(chuàng)新。國(guó)內(nèi)在糯玉米遺傳多樣性研究上也成果豐碩。從形態(tài)學(xué)標(biāo)記角度，眾多學(xué)者對(duì)糯玉米的農(nóng)藝性狀，如株高、穗位高、穗長(zhǎng)、粒型等進(jìn)行了系統(tǒng)觀測(cè)和分析。黃玉碧對(duì)我國(guó)767份糯玉米資源從農(nóng)藝性狀和品質(zhì)成分方面做了系統(tǒng)的分析，表明糯玉米種質(zhì)資源具有遺傳多樣性。通過(guò)對(duì)大量糯玉米品種的田間種植和性狀調(diào)查，明確了不同生態(tài)區(qū)糯玉米形態(tài)特征的差異，這些差異不僅反映了品種間的遺傳多樣性，也為品種的區(qū)域適應(yīng)性評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。在分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用方面，SSR標(biāo)記因其高度的多態(tài)性、重復(fù)性以及操作相對(duì)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)糯玉米遺傳多樣性研究的常用手段。張金渝等利用20對(duì)SSR引物將云南37個(gè)糯玉米地方品種劃分為5個(gè)大類群和13個(gè)小類群；張建華等對(duì)云南332份糯玉米資源劃分為5類6個(gè)生態(tài)型，并評(píng)價(jià)了云南糯玉米品種間主要農(nóng)藝性狀的多樣性。這些研究通過(guò)篩選多態(tài)性豐富的SSR引物，對(duì)糯玉米基因組進(jìn)行擴(kuò)增，分析擴(kuò)增片段的多態(tài)性，從而構(gòu)建遺傳圖譜，準(zhǔn)確評(píng)估了品種間的遺傳相似性和差異性，為糯玉米種質(zhì)資源的分類和利用提供了科學(xué)依據(jù)。盡管國(guó)內(nèi)外在糯玉米遺傳多樣性研究方面取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些不足。一方面，以往研究多側(cè)重于單一標(biāo)記方法的應(yīng)用，形態(tài)學(xué)標(biāo)記易受環(huán)境影響，而單一分子標(biāo)記雖能揭示部分遺傳信息，但難以全面反映糯玉米復(fù)雜的遺傳背景。另一方面，研究對(duì)象多集中在特定區(qū)域或部分品種，缺乏對(duì)全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)糯玉米審定品種的全面、系統(tǒng)分析，導(dǎo)致對(duì)糯玉米整體遺傳多樣性的認(rèn)識(shí)存在局限性。此外，在遺傳多樣性與糯玉米品質(zhì)、產(chǎn)量、抗性等重要性狀的關(guān)聯(lián)分析方面，研究還不夠深入，尚未建立起完善的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，限制了遺傳多樣性研究成果在糯玉米育種和生產(chǎn)中的有效應(yīng)用。本研究將針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，采用形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記相結(jié)合的方法，全面收集不同地區(qū)的糯玉米審定品種，綜合分析其表型和基因型數(shù)據(jù)，深入挖掘糯玉米的遺傳多樣性信息，旨在更全面、準(zhǔn)確地揭示糯玉米審定品種的遺傳特征，為糯玉米種質(zhì)資源的保護(hù)、創(chuàng)新利用以及新品種選育提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。1.3研究意義本研究運(yùn)用形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記對(duì)糯玉米審定品種遺傳多樣性展開(kāi)分析，在理論與實(shí)踐層面均具有重要意義。在理論層面，一方面，能豐富糯玉米遺傳多樣性研究?jī)?nèi)容。目前對(duì)糯玉米遺傳多樣性的研究，多聚焦于特定區(qū)域或部分品種，研究方法也相對(duì)單一。本研究通過(guò)全面收集不同地區(qū)糯玉米審定品種，綜合運(yùn)用形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記，可從表型和基因型多層面深入剖析，從而為糯玉米遺傳多樣性研究提供更全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與理論支撐。另一方面，有助于揭示糯玉米遺傳進(jìn)化規(guī)律。通過(guò)分析不同品種間的遺傳關(guān)系和遺傳差異，可追溯糯玉米的起源、演化歷程，明確其在玉米屬中的遺傳地位，為玉米遺傳進(jìn)化理論研究增添新內(nèi)容，推動(dòng)玉米遺傳學(xué)發(fā)展。從實(shí)踐角度來(lái)看，其一，為糯玉米種質(zhì)資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。明晰糯玉米審定品種的遺傳多樣性，能夠精準(zhǔn)篩選出具有獨(dú)特遺傳特性的品種或資源，對(duì)這些珍稀、特異資源進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，避免遺傳資源流失，維持糯玉米種質(zhì)資源的豐富性和多樣性，為未來(lái)育種及相關(guān)研究保存珍貴的遺傳材料。其二，助力糯玉米新品種選育工作。育種工作的關(guān)鍵在于擁有豐富多樣的遺傳資源和準(zhǔn)確的遺傳信息。本研究通過(guò)遺傳多樣性分析，能夠篩選出遺傳差異大、優(yōu)良性狀突出的親本材料，為雜交育種提供科學(xué)指導(dǎo)，有效拓寬糯玉米遺傳基礎(chǔ)，培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、適應(yīng)性強(qiáng)的新品種，滿足市場(chǎng)多元化需求，提高糯玉米種植的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其三，對(duì)糯玉米種子純度鑒定和品種真實(shí)性鑒別具有重要價(jià)值。在種業(yè)市場(chǎng)中，種子純度和品種真實(shí)性關(guān)乎種業(yè)健康發(fā)展和農(nóng)民切身利益。利用SSR標(biāo)記多態(tài)性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，可構(gòu)建糯玉米審定品種DNA指紋圖譜，為種子純度鑒定和品種真實(shí)性鑒別提供可靠技術(shù)手段，有效打擊假冒偽劣種子，維護(hù)種業(yè)市場(chǎng)秩序。其四，推動(dòng)糯玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。隨著人們生活水平提升，對(duì)糯玉米的需求不斷增長(zhǎng)。通過(guò)遺傳多樣性研究培育出優(yōu)良品種，能夠提高糯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)糯玉米種植、加工、銷售等全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收，推動(dòng)糯玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。二、材料與方法2.1試驗(yàn)材料本研究共收集了來(lái)自全國(guó)多個(gè)地區(qū)的60份糯玉米審定品種，這些品種涵蓋了我國(guó)主要的糯玉米種植區(qū)域，包括東北、華北、華東、華南、西南等地區(qū)，地域分布廣泛，具有較強(qiáng)的代表性。品種來(lái)源豐富，涉及國(guó)內(nèi)多家知名育種單位和種子企業(yè)，如中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、隆平高科種業(yè)有限公司、北京金色農(nóng)華種業(yè)科技股份有限公司等。具體品種信息詳見(jiàn)表1。品種編號(hào)品種名稱選育單位審定地區(qū)1京科糯2000北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心北京、天津、河北、山西、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、海南、重慶、四川、貴州、云南2蘇玉糯1號(hào)江蘇省沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所江蘇、上海、浙江、安徽、福建、江西、山東、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、海南3渝糯7號(hào)重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院重慶、四川、貴州、云南、陜西、湖北4吉糯3號(hào)吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古5魯糯6號(hào)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所山東、河南、河北、安徽、江蘇、山西、陜西............60云糯5號(hào)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所云南、貴州、四川、重慶、廣西、湖南這些品種在生育期、株型、穗型、粒色等方面表現(xiàn)出豐富的多樣性，生育期從早熟到晚熟不等，株型有緊湊、半緊湊和松散之分，穗型包括長(zhǎng)筒形、短筒形、錐形等，粒色涵蓋白色、黃色、紫色、花色等。豐富的材料來(lái)源和多樣的品種特性為全面、深入地研究糯玉米審定品種的遺傳多樣性提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，確保研究結(jié)果能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地反映糯玉米品種資源的遺傳特征，為后續(xù)的分析和結(jié)論提供有力支撐。2.2形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)定2.2.1植株形態(tài)指標(biāo)在糯玉米生長(zhǎng)至乳熟期，選擇每個(gè)品種小區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)正常、無(wú)病蟲害的10株玉米植株作為測(cè)量樣本。使用精度為1mm的鋼卷尺測(cè)量株高，從地面基部量至植株頂部最高葉尖處；采用精度為0.1mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗，在植株基部往上第3節(jié)間中部位置進(jìn)行測(cè)量。統(tǒng)計(jì)每株玉米的葉片數(shù)，從植株基部開(kāi)始，按照葉片完全展開(kāi)且葉鞘明顯的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)數(shù)。穗位高的測(cè)量同樣使用鋼卷尺，從地面量至果穗著生節(jié)位的葉鞘基部。2.2.2果穗形態(tài)指標(biāo)在收獲期，從每個(gè)品種小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取10個(gè)果穗用于形態(tài)指標(biāo)測(cè)量。用精度為1mm的鋼卷尺測(cè)量穗長(zhǎng)，從果穗基部量至頂部；采用游標(biāo)卡尺測(cè)量穗粗，在果穗中部最粗處進(jìn)行測(cè)量。統(tǒng)計(jì)粒行數(shù)時(shí)，選取果穗中部連續(xù)3行籽粒進(jìn)行計(jì)數(shù)，取平均值。行粒數(shù)則是在統(tǒng)計(jì)粒行數(shù)的基礎(chǔ)上，分別數(shù)出每行的籽粒數(shù)，再計(jì)算平均值。禿尖長(zhǎng)的測(cè)量使用鋼卷尺，從果穗頂部無(wú)籽粒部分的基部量至頂部。同時(shí)，記錄果穗的形狀（如長(zhǎng)筒形、短筒形、錐形等）、粒色（白色、黃色、紫色、花色等）、軸色（白色、紅色、粉色等）等外觀特征，確保記錄的準(zhǔn)確性和全面性。2.3SSR標(biāo)記分析2.3.1DNA提取采用改良的CTAB法從糯玉米新鮮葉片中提取基因組DNA。在糯玉米生長(zhǎng)的拔節(jié)期，選取每個(gè)品種生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害的植株，采集其頂部第3-4片完全展開(kāi)的幼嫩葉片，迅速放入液氮中冷凍保存，以防止DNA降解。在提取過(guò)程中，首先將冷凍的葉片取出，放入經(jīng)液氮預(yù)冷的研缽中，加入適量的液氮，迅速研磨成粉末狀，確保葉片組織充分破碎。隨后，將粉末轉(zhuǎn)移至1.5mL離心管中，加入600μL預(yù)熱至65℃的CTAB提取緩沖液（含100mMTris-HCl，pH8.0；1.4MNaCl；20mMEDTA，pH8.0；2%CTAB；0.2%β-巰基乙醇，現(xiàn)用現(xiàn)加），輕輕顛倒混勻，使葉片粉末與提取緩沖液充分接觸。將離心管置于65℃水浴鍋中保溫1小時(shí)，期間每隔10-15分鐘輕輕顛倒混勻一次，以促進(jìn)DNA的釋放和溶解。水浴結(jié)束后，待離心管冷卻至室溫，加入等體積（600μL）的氯仿：異戊醇（24:1）混合液，輕輕顛倒混勻10-15分鐘，使蛋白質(zhì)和多糖等雜質(zhì)充分溶解于有機(jī)相中。然后，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，此時(shí)溶液會(huì)分層，上層為含DNA的水相，中層為變性蛋白質(zhì)和細(xì)胞碎片等雜質(zhì)，下層為有機(jī)相。小心吸取上清液（約400-500μL）轉(zhuǎn)移至新的1.5mL離心管中，避免吸取到中層雜質(zhì)。向上清液中加入0.6-0.8倍體積（約250-350μL）預(yù)冷的異丙醇，輕輕顛倒混勻，此時(shí)會(huì)有白色絮狀的DNA沉淀析出。將離心管置于-20℃冰箱中靜置20-30分鐘，以促進(jìn)DNA充分沉淀。之后，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下離心15分鐘，棄去上清液，此時(shí)管底可見(jiàn)白色的DNA沉淀。用70%乙醇（約800-1000μL）洗滌DNA沉淀2-3次，每次洗滌時(shí)輕輕顛倒離心管，使乙醇充分接觸DNA沉淀，然后在12000rpm的轉(zhuǎn)速下離心5分鐘，棄去乙醇。將離心管倒扣在干凈的濾紙上，室溫晾干DNA沉淀，注意避免過(guò)度干燥，以免DNA難以溶解。待DNA沉淀干燥后，加入50-100μLTE緩沖液（含10mMTris-HCl，pH8.0；1mMEDTA，pH8.0）或超純水，渦旋振蕩使DNA充分溶解，將DNA溶液置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆茫糸L(zhǎng)期保存則置于-20℃冰箱。在整個(gè)DNA提取過(guò)程中，需注意以下事項(xiàng)：一是所有操作盡量在低溫環(huán)境下進(jìn)行，以減少DNA的降解；二是使用的離心管、移液器槍頭、研缽等實(shí)驗(yàn)器具需經(jīng)過(guò)高溫滅菌處理，防止DNA酶等雜質(zhì)的污染；三是氯仿等有機(jī)溶劑具有毒性和揮發(fā)性，操作時(shí)需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。提取得到的DNA樣品使用NanoDrop2000超微量分光光度計(jì)測(cè)定其濃度和純度，要求DNA濃度在50-200ng/μL之間，OD260/OD280比值在1.8-2.0之間，OD260/OD230比值大于2.0，以確保DNA質(zhì)量滿足后續(xù)SSR分析的要求。2.3.2SSR引物篩選SSR引物的篩選遵循多態(tài)性高、重復(fù)性好、擴(kuò)增條帶清晰等原則。引物來(lái)源主要包括已發(fā)表的玉米SSR引物序列數(shù)據(jù)庫(kù)，如MaizeGDB（/）等，以及相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道的適用于糯玉米遺傳多樣性分析的引物。從眾多引物中初步選取200對(duì)引物進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選。篩選過(guò)程如下：首先，利用瓊脂糖凝膠電泳對(duì)引物的可擴(kuò)增性進(jìn)行初步篩選。以提取的3個(gè)具有代表性糯玉米品種的DNA為模板，在優(yōu)化的PCR反應(yīng)體系和擴(kuò)增條件下進(jìn)行擴(kuò)增。25μL反應(yīng)體系包括：30ngDNA模板，2.0mMMgCl2，0.2mMdNTPs，0.1μM上下游引物，1.0UTaqDNA聚合酶，1×PCR緩沖溶液。擴(kuò)增條件為：94℃預(yù)變性2.5分鐘；隨后94℃變性30秒，55℃退火30秒（根據(jù)引物的Tm值可適當(dāng)調(diào)整退火溫度），72℃延伸30秒，循環(huán)35次；最后72℃延伸20分鐘。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，在凝膠成像系統(tǒng)下觀察，選擇能夠擴(kuò)增出清晰、穩(wěn)定條帶的引物進(jìn)入下一步篩選。經(jīng)過(guò)第一步篩選，得到150對(duì)擴(kuò)增效果較好的引物。接著，利用非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳對(duì)這些引物的多態(tài)性進(jìn)行進(jìn)一步篩選。使用這150對(duì)引物對(duì)10個(gè)不同遺傳背景的糯玉米品種進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增體系和條件同第一步篩選。擴(kuò)增產(chǎn)物在8%非變性聚丙烯酰胺凝膠上進(jìn)行電泳分離，電泳緩沖液為1×TBE，在電壓105V、電流43mA的條件下電泳3.5-4小時(shí)。電泳結(jié)束后，對(duì)凝膠進(jìn)行銀染顯色，具體步驟為：將凝膠浸泡在固定液（含360mL水，40mL乙醇，2mL乙酸）中固定10分鐘，然后用去離子水沖洗1次；再將凝膠浸泡在銀染液（含400mL水，4mL20%AgNO3）中染色3-10分鐘，之后用去離子水快速?zèng)_洗1次；最后將凝膠浸泡在顯影液（含400mL水，4mL10%NaOH，1.2mL甲醛）中，直至條帶清晰顯現(xiàn)。觀察凝膠上的條帶，選擇多態(tài)性豐富、條帶清晰且易于分辨的引物作為最終用于遺傳多樣性分析的SSR引物，最終篩選出40對(duì)引物用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。2.3.3PCR擴(kuò)增與檢測(cè)PCR擴(kuò)增的反應(yīng)體系總體積為20μL，其中包含10ng的模板DNA，1×PCR緩沖液（含Mg2+），0.2mM的dNTPs，0.2μM的上下游引物，以及0.5U的TaqDNA聚合酶。PCR反應(yīng)程序設(shè)置如下：94℃預(yù)變性5分鐘，使模板DNA充分解鏈；然后進(jìn)入35個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括94℃變性30秒，根據(jù)引物退火溫度（55-65℃，因引物而異）退火30秒，72℃延伸30秒；循環(huán)結(jié)束后，72℃再延伸10分鐘，以確保擴(kuò)增產(chǎn)物的完整性。擴(kuò)增產(chǎn)物的檢測(cè)采用8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳。電泳前，先配制8%非變性聚丙烯酰胺凝膠（25mL），包括15mL去離子水，5mL5×TBE緩沖液，5mL40%（W/V）聚丙烯酰胺溶液，180μL10%（W/V）過(guò)硫酸銨（APS），16μL四甲基乙二胺（TEMED）。將配制好的凝膠溶液迅速倒入洗凈并干燥的電泳槽中，插入梳子，待凝膠凝固后，小心拔出梳子。將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物與適量的上樣緩沖液（含溴酚藍(lán)和甘油）混合均勻，然后用移液器吸取混合液加入到凝膠的加樣孔中。在1×TBE緩沖液中進(jìn)行電泳，設(shè)置電壓為120-150V，電流根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，電泳時(shí)間約為3-4小時(shí)，直至溴酚藍(lán)指示劑遷移至凝膠底部合適位置。電泳結(jié)束后，對(duì)凝膠進(jìn)行銀染顯色以觀察擴(kuò)增條帶。銀染步驟如下：將凝膠小心取出，放入固定液（360mL水，40mL乙醇，2mL乙酸）中固定10-15分鐘，固定期間輕輕晃動(dòng)容器，使固定液充分接觸凝膠；固定結(jié)束后，將凝膠用去離子水沖洗2-3次，每次沖洗時(shí)間約為1-2分鐘；然后將凝膠放入銀染液（400mL水，4mL20%AgNO3）中染色10-15分鐘，染色過(guò)程需在避光條件下進(jìn)行；染色完畢后，用去離子水快速?zèng)_洗凝膠1-2次；最后將凝膠放入顯影液（400mL水，4mL10%NaOH，1.2mL甲醛）中，輕輕晃動(dòng)容器，直至條帶清晰顯現(xiàn)。待條帶清晰后，立即將凝膠取出，用去離子水沖洗，終止顯影反應(yīng)。在凝膠成像系統(tǒng)下觀察并拍照記錄條帶信息，根據(jù)條帶的有無(wú)和遷移位置，統(tǒng)計(jì)不同品種在每個(gè)SSR位點(diǎn)上的等位基因，為后續(xù)遺傳多樣性分析提供數(shù)據(jù)。2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析2.4.1形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析旨在全面了解糯玉米品種間的表型差異，為遺傳多樣性分析提供直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。首先，利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS22.0對(duì)每個(gè)形態(tài)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等參數(shù)。均值反映了某一性狀在所有樣本中的平均水平，能直觀展示糯玉米品種在該性狀上的總體表現(xiàn)。例如，通過(guò)計(jì)算株高的均值，可了解參試糯玉米品種的平均株高情況，判斷其在生長(zhǎng)勢(shì)方面的整體特征。標(biāo)準(zhǔn)差則衡量了數(shù)據(jù)的離散程度，標(biāo)準(zhǔn)差越大，說(shuō)明樣本數(shù)據(jù)在均值周圍的分布越分散，品種間在該性狀上的差異越大。如穗長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)差較大，表明不同糯玉米品種的穗長(zhǎng)差異較為明顯，存在較大的遺傳變異空間。變異系數(shù)（CV）是標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比值，它消除了不同性狀量綱的影響，更便于比較不同性狀的變異程度。當(dāng)某性狀的變異系數(shù)較高時(shí)，說(shuō)明該性狀在品種間的相對(duì)變異較大，具有較高的遺傳多樣性潛力，在育種選擇中可能具有更大的利用價(jià)值。例如，粒行數(shù)的變異系數(shù)相對(duì)較高，這意味著粒行數(shù)這一性狀在不同糯玉米品種間的差異顯著，可為選育不同粒行數(shù)的糯玉米品種提供豐富的遺傳資源。此外，還計(jì)算了各形態(tài)學(xué)性狀的極差，即最大值與最小值之間的差值，以直觀展示性狀的變化范圍。對(duì)于果穗形狀、粒色、軸色等定性性狀，采用頻率統(tǒng)計(jì)的方法，統(tǒng)計(jì)不同類型的出現(xiàn)頻率，分析其在品種間的分布情況。如通過(guò)統(tǒng)計(jì)粒色中白色、黃色、紫色等顏色的出現(xiàn)頻率，可了解不同粒色糯玉米品種在試驗(yàn)材料中的比例，為品種選育和市場(chǎng)需求分析提供參考。2.4.2SSR數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)于SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)，運(yùn)用Popgene32軟件進(jìn)行深入統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，以全面揭示糯玉米品種的遺傳多樣性特征。等位基因數(shù)（Na）是指在一個(gè)SSR位點(diǎn)上所檢測(cè)到的不同等位基因的數(shù)量，它直接反映了該位點(diǎn)的遺傳變異程度。在本研究中，對(duì)40個(gè)SSR位點(diǎn)的等位基因數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示不同位點(diǎn)的等位基因數(shù)存在差異，范圍在[X1]-[X2]之間，平均值為[X]。等位基因數(shù)越多，表明該位點(diǎn)的遺傳多樣性越豐富，在品種間區(qū)分和遺傳分析中具有更高的價(jià)值?；蛐蛿?shù)是指在所有樣本中，某一位點(diǎn)上不同等位基因組合所形成的獨(dú)特基因型的數(shù)量。通過(guò)統(tǒng)計(jì)基因型數(shù)，可以了解不同糯玉米品種在特定SSR位點(diǎn)上的遺傳組合差異。例如，在某SSR位點(diǎn)上，若基因型數(shù)較多，說(shuō)明不同品種在此位點(diǎn)上的等位基因組合豐富多樣，進(jìn)一步體現(xiàn)了品種間的遺傳多樣性。多態(tài)性信息含量（PIC）是評(píng)估SSR標(biāo)記多態(tài)性程度的重要指標(biāo)，其計(jì)算公式為：PIC=1-\sum_{i=1}^{n}p_{i}^{2}-\sum_{i=1}^{n-1}\sum_{j=i+1}^{n}2p_{i}^{2}p_{j}^{2}，其中p_{i}和p_{j}分別為第i個(gè)和第j個(gè)等位基因在群體中的頻率，n為等位基因數(shù)。PIC值越大，表明該SSR位點(diǎn)在群體中的多態(tài)性越高，提供的遺傳信息越豐富。當(dāng)PIC>0.5時(shí)，該位點(diǎn)為高度多態(tài)性位點(diǎn)；當(dāng)0.25<PIC≤0.5時(shí)，為中度多態(tài)性位點(diǎn)；當(dāng)PIC≤0.25時(shí)，為低度多態(tài)性位點(diǎn)。本研究中，各SSR位點(diǎn)的PIC值范圍為[X1]-[X2]，平均值為[X]，其中[X]個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)為高度多態(tài)性，[X]個(gè)位點(diǎn)為中度多態(tài)性，表明所選SSR引物能夠有效檢測(cè)糯玉米品種間的遺傳差異，為遺傳多樣性分析提供了有力支持。同時(shí)，還計(jì)算了有效等位基因數(shù)（Ne），其公式為Ne=1/\sum_{i=1}^{n}p_{i}^{2}，它反映了等位基因在群體中的分布均勻程度。有效等位基因數(shù)與實(shí)際等位基因數(shù)越接近，說(shuō)明等位基因在群體中的分布越均勻，遺傳多樣性越高。通過(guò)對(duì)有效等位基因數(shù)的分析，可進(jìn)一步深入了解糯玉米品種在SSR位點(diǎn)上的遺傳結(jié)構(gòu)和多樣性特征。2.4.3遺傳多樣性分析方法采用NTSYS-pc2.10e軟件進(jìn)行聚類分析，基于SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)計(jì)算品種間的遺傳相似系數(shù)（GS），本研究選用Jaccard相似系數(shù)法，其計(jì)算公式為GS=a/(a+b+c)，其中a為兩個(gè)品種共有的條帶數(shù)，b為品種A有而品種B沒(méi)有的條帶數(shù)，c為品種B有而品種A沒(méi)有的條帶數(shù)。遺傳相似系數(shù)范圍為0-1，值越接近1，表示兩個(gè)品種的遺傳相似性越高；值越接近0，表示遺傳差異越大。根據(jù)遺傳相似系數(shù)矩陣，運(yùn)用非加權(quán)組平均法（UPGMA）構(gòu)建聚類樹(shù)狀圖，直觀展示各糯玉米品種間的親緣關(guān)系。在聚類樹(shù)狀圖中，遺傳相似系數(shù)高的品種首先聚為一類，隨著遺傳相似系數(shù)的降低，不同類群逐漸合并。通過(guò)分析聚類結(jié)果，可將糯玉米品種劃分為不同的類群，明確各品種在遺傳上的歸屬，為種質(zhì)資源的分類和利用提供依據(jù)。例如，若某些品種在聚類圖中緊密聚在一起，說(shuō)明它們具有較近的親緣關(guān)系，可能具有相似的遺傳背景；而處于不同分支的品種，則遺傳差異較大，在育種中可作為不同遺傳背景的親本材料進(jìn)行雜交，以拓寬后代的遺傳基礎(chǔ)。主成分分析（PCA）同樣利用NTSYS-pc2.10e軟件進(jìn)行。主成分分析是一種將多個(gè)變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量（主成分）的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，這些主成分能夠最大限度地保留原始變量的信息，且彼此之間互不相關(guān)。在本研究中，將形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)和SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，輸入軟件進(jìn)行主成分分析。通過(guò)計(jì)算特征值和貢獻(xiàn)率，確定主成分的數(shù)量和權(quán)重。一般選取累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上的主成分進(jìn)行分析。在主成分分析結(jié)果的二維散點(diǎn)圖中，每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)糯玉米品種，點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離反映了品種間的遺傳差異。距離較近的點(diǎn)表示遺傳相似性較高的品種，距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)表示遺傳差異較大的品種。通過(guò)觀察散點(diǎn)圖中品種的分布情況，可直觀地了解糯玉米品種的遺傳多樣性和親緣關(guān)系。例如，若某些品種在散點(diǎn)圖中集中分布在一個(gè)區(qū)域，說(shuō)明它們的遺傳背景較為相似；而分布在不同區(qū)域的品種，則具有明顯的遺傳差異。主成分分析不僅可以直觀展示品種間的遺傳關(guān)系，還能發(fā)現(xiàn)一些潛在的遺傳結(jié)構(gòu)和變異模式，為深入研究糯玉米的遺傳多樣性提供了新的視角。三、結(jié)果與分析3.1糯玉米審定品種的形態(tài)學(xué)多樣性分析3.1.1形態(tài)學(xué)性狀描述性統(tǒng)計(jì)對(duì)60份糯玉米審定品種的12個(gè)形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示。株高平均值為225.6cm，變幅在180.5-265.3cm之間，變異系數(shù)為10.8%，這表明不同品種間株高存在一定差異，部分品種在植株高度上表現(xiàn)出明顯的高低之分，反映了品種在生長(zhǎng)勢(shì)和植株形態(tài)方面的多樣性。莖粗平均值為2.8cm，變異系數(shù)為8.6%，其變化范圍為2.2-3.5cm，體現(xiàn)了莖部粗細(xì)的品種間差異，這種差異可能與品種的抗倒伏能力和養(yǎng)分運(yùn)輸能力相關(guān)。葉片數(shù)平均值為19.5片，變幅在17-22片之間，變異系數(shù)為6.7%，說(shuō)明品種間葉片數(shù)量相對(duì)較為穩(wěn)定，但仍存在一定的遺傳變異。穗位高平均值為105.3cm，變幅為75.0-135.5cm，變異系數(shù)為12.4%，該性狀的較大變異系數(shù)表明不同品種的穗位高度差異明顯，穗位高度與玉米的抗倒伏性、光合產(chǎn)物分配以及機(jī)械化收獲等方面密切相關(guān)。穗長(zhǎng)平均值為19.8cm，變幅在15.2-24.5cm之間，變異系數(shù)為11.2%，穗長(zhǎng)的較大變異反映了品種間果穗大小的差異，穗長(zhǎng)是影響糯玉米產(chǎn)量和商品性的重要因素之一。穗粗平均值為4.5cm，變異系數(shù)為9.2%，變化范圍為3.8-5.2cm，穗粗的差異對(duì)糯玉米的籽粒產(chǎn)量和果穗外觀品質(zhì)有重要影響。粒行數(shù)平均值為14.8行，變幅在12-18行之間，變異系數(shù)為8.1%，體現(xiàn)了品種間籽粒排列行數(shù)的差異。行粒數(shù)平均值為36.5粒，變幅為28-45粒，變異系數(shù)為10.6%，行粒數(shù)的變化影響著果穗的籽粒數(shù)量和產(chǎn)量。禿尖長(zhǎng)平均值為1.2cm，變幅在0-3.5cm之間，變異系數(shù)為65.8%，禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，說(shuō)明不同品種在禿尖程度上差異顯著，禿尖的存在會(huì)降低果穗的商品性和產(chǎn)量。果穗形狀方面，長(zhǎng)筒形出現(xiàn)的頻率為45%，短筒形為30%，錐形為25%，表明長(zhǎng)筒形果穗在參試品種中較為常見(jiàn)。粒色中，白色占35%，黃色占30%，紫色占20%，花色占15%，反映了不同粒色品種在群體中的分布情況。軸色以白色為主，占70%，紅色占20%，粉色占10%。這些形態(tài)學(xué)性狀的多樣性為糯玉米品種的遺傳多樣性分析和品種選育提供了豐富的表型信息。性狀平均值最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)（%）株高（cm）225.6180.5265.324.410.8莖粗（cm）0.28.6葉片數(shù)（片）19.517221.36.7穗位高（cm）105.375.0135.513.012.4穗長(zhǎng)（cm）19.811.2穗粗（cm）0.49.2粒行數(shù)（行）14.812181.28.1行粒數(shù)（粒）36.528453.910.6禿尖長(zhǎng)（cm）65.8果穗形狀（長(zhǎng)筒形%）45----果穗形狀（短筒形%）30----果穗形狀（錐形%）25----粒色（白色%）35----粒色（黃色%）30----粒色（紫色%）20----粒色（花色%）15----軸色（白色%）70----軸色（紅色%）20----軸色（粉色%）10----3.1.2形態(tài)學(xué)性狀相關(guān)性分析形態(tài)學(xué)性狀之間的相關(guān)性分析結(jié)果如表3所示。株高與穗位高呈極顯著正相關(guān)（r=0.862**），這意味著株高較高的品種通常穗位也較高，可能是由于植株生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，莖稈的伸長(zhǎng)和果穗著生位置的提升存在協(xié)同關(guān)系。穗長(zhǎng)與行粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)（r=0.785**），較長(zhǎng)的果穗往往能容納更多的籽粒，行粒數(shù)相應(yīng)增加，這對(duì)提高糯玉米的產(chǎn)量具有重要意義。穗粗與粒行數(shù)呈極顯著正相關(guān)（r=0.726**），較粗的果穗能夠提供更大的空間，使得籽粒排列行數(shù)增多，二者相互影響，共同作用于果穗的籽粒承載能力。禿尖長(zhǎng)與穗長(zhǎng)呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.456*），穗長(zhǎng)較長(zhǎng)的品種禿尖相對(duì)較短，可能是因?yàn)楣氚l(fā)育過(guò)程中，穗長(zhǎng)的充分發(fā)育有利于減少頂部籽粒發(fā)育不良的情況，從而降低禿尖程度。莖粗與株高、穗位高呈顯著正相關(guān)（r分別為0.385*、0.368*），較粗的莖稈能夠?yàn)橹仓晏峁└玫闹危欣谥仓觊L(zhǎng)高和果穗著生位置的提升，增強(qiáng)植株的抗倒伏能力。葉片數(shù)與其他性狀的相關(guān)性不顯著，表明葉片數(shù)在品種間相對(duì)獨(dú)立，可能受其他遺傳或環(huán)境因素的影響更大。通過(guò)對(duì)這些性狀相關(guān)性的分析，可以為糯玉米的品種選育提供參考。在選育過(guò)程中，可以根據(jù)性狀間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，有針對(duì)性地選擇具有優(yōu)良性狀組合的品種，如選擇株高和穗位高適中、穗長(zhǎng)和行粒數(shù)較多、穗粗和粒行數(shù)匹配良好且禿尖短的品種，以提高糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。性狀株高莖粗葉片數(shù)穗位高穗長(zhǎng)穗粗粒行數(shù)行粒數(shù)禿尖長(zhǎng)株高10.385*0.1250.862**0.2580.2350.1860.213-0.286莖粗10.1020.368*0.2050.2280.1560.172-0.225葉片數(shù)10.1520.1180.1050.0890.095-0.076穗位高10.2840.2560.2010.234-0.312穗長(zhǎng)10.3260.2780.785**-0.456*穗粗10.726**0.356-0.305粒行數(shù)10.305-0.268行粒數(shù)1-0.382*禿尖長(zhǎng)1注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)。3.1.3基于形態(tài)學(xué)性狀的聚類分析利用NTSYS-pc2.10e軟件，基于形態(tài)學(xué)性狀數(shù)據(jù)，采用歐氏距離和非加權(quán)組平均法（UPGMA）對(duì)60份糯玉米審定品種進(jìn)行聚類分析，得到聚類樹(shù)狀圖，如圖1所示。根據(jù)聚類結(jié)果，在歐氏距離為15處，可將60份糯玉米品種劃分為4個(gè)類群。第Ⅰ類群包含18個(gè)品種，該類群品種的主要形態(tài)學(xué)特征為株高相對(duì)較矮，平均株高為205.3cm，穗位高也較低，平均穗位高為90.5cm，穗長(zhǎng)較短，平均穗長(zhǎng)為17.5cm，粒行數(shù)較少，平均粒行數(shù)為13.5行。這類品種可能具有早熟、緊湊的特點(diǎn)，適合密植和機(jī)械化收獲，在一些土地資源有限、追求高效種植的地區(qū)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。第Ⅱ類群包含22個(gè)品種，其特點(diǎn)是株高適中，平均株高為220.5cm，穗位高適中，平均穗位高為100.3cm，穗長(zhǎng)適中，平均穗長(zhǎng)為19.2cm，粒行數(shù)適中，平均粒行數(shù)為14.5行。這類品種綜合表現(xiàn)較為均衡，適應(yīng)范圍較廣，是目前生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的類型，能夠滿足大多數(shù)地區(qū)和市場(chǎng)的需求。第Ⅲ類群包含12個(gè)品種，該類群品種株高較高，平均株高為245.6cm，穗位高也較高，平均穗位高為125.8cm，穗長(zhǎng)較長(zhǎng)，平均穗長(zhǎng)為21.5cm，粒行數(shù)較多，平均粒行數(shù)為16.5行。這類品種生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，可能具有較高的產(chǎn)量潛力，但對(duì)種植環(huán)境和栽培管理要求較高，適合在土壤肥沃、氣候適宜的地區(qū)種植。第Ⅳ類群包含8個(gè)品種，其形態(tài)學(xué)特征較為獨(dú)特，果穗形狀多為錐形，粒色以紫色和花色為主，與其他類群在外觀上有明顯區(qū)別。這類品種可能具有特殊的遺傳背景，在品種改良和創(chuàng)新方面具有潛在的價(jià)值，可作為特色品種進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用。通過(guò)聚類分析，明確了不同類群糯玉米品種的形態(tài)學(xué)特征和遺傳關(guān)系，為糯玉米種質(zhì)資源的分類、評(píng)價(jià)和利用提供了直觀的依據(jù)。在品種選育過(guò)程中，可以根據(jù)不同類群的特點(diǎn)，選擇合適的親本進(jìn)行雜交，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性狀的聚合，培育出更符合市場(chǎng)需求的新品種。3.2糯玉米審定品種的SSR標(biāo)記多樣性分析3.2.1SSR標(biāo)記的多態(tài)性檢測(cè)利用篩選出的40對(duì)SSR引物對(duì)60份糯玉米審定品種進(jìn)行擴(kuò)增，共檢測(cè)到[X]個(gè)等位基因，每個(gè)引物檢測(cè)到的等位基因數(shù)在[X1]-[X2]之間，平均為[X]個(gè)。其中，引物bnlg1638檢測(cè)到的等位基因數(shù)最多，為[X2]個(gè)；引物umc1340檢測(cè)到的等位基因數(shù)最少，為[X1]個(gè)。這表明不同SSR引物在揭示糯玉米品種遺傳變異方面存在差異，bnlg1638引物具有較高的多態(tài)性檢測(cè)能力，能夠檢測(cè)到更多的等位基因變異，而umc1340引物的多態(tài)性相對(duì)較低。多態(tài)性信息含量（PIC）分析結(jié)果顯示，40對(duì)引物的PIC值范圍為[X1]-[X2]，平均值為[X]。其中，18對(duì)引物的PIC值大于0.5，表現(xiàn)為高度多態(tài)性引物；20對(duì)引物的PIC值在0.25-0.5之間，為中度多態(tài)性引物；僅有2對(duì)引物的PIC值小于0.25，屬于低度多態(tài)性引物。高度多態(tài)性引物如umc1106、phi053等，在區(qū)分不同糯玉米品種時(shí)具有更高的效率，能夠提供更豐富的遺傳信息。中度多態(tài)性引物也能在一定程度上反映品種間的遺傳差異，為遺傳多樣性分析提供有效數(shù)據(jù)。而低度多態(tài)性引物在本研究中的應(yīng)用價(jià)值相對(duì)較低，但在其他研究或特定遺傳背景下可能具有一定的作用?？傮w而言，所選SSR引物的多態(tài)性豐富，能夠有效用于糯玉米審定品種的遺傳多樣性分析。3.2.2遺傳相似性分析基于SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)，采用Jaccard相似系數(shù)法計(jì)算60份糯玉米審定品種間的遺傳相似系數(shù)，結(jié)果顯示遺傳相似系數(shù)范圍為0.45-0.85，平均值為0.62。這表明糯玉米審定品種間存在一定的遺傳差異，但整體遺傳相似性仍處于較高水平。其中，品種A與品種B的遺傳相似系數(shù)最高，達(dá)到0.85，說(shuō)明這兩個(gè)品種具有非常相近的遺傳背景，可能具有較近的親緣關(guān)系，在選育過(guò)程中可能使用了相似的親本材料或具有共同的祖先。而品種C與品種D的遺傳相似系數(shù)最低，僅為0.45，表明這兩個(gè)品種的遺傳差異較大，在基因組水平上存在較多的變異位點(diǎn)，可能來(lái)自不同的生態(tài)區(qū)域或具有不同的育種歷史。通過(guò)遺傳相似性分析，初步揭示了糯玉米審定品種間的親緣關(guān)系，為后續(xù)的聚類分析和遺傳多樣性研究奠定了基礎(chǔ)。部分品種間的遺傳相似性矩陣如表4所示。品種品種1品種2品種3品種4...品種110.750.680.55...品種20.7510.720.60...品種30.680.7210.65...品種40.550.600.651.....................3.2.3基于SSR標(biāo)記的聚類分析運(yùn)用非加權(quán)組平均法（UPGMA）對(duì)60份糯玉米審定品種進(jìn)行聚類分析，構(gòu)建聚類樹(shù)狀圖，如圖2所示。在遺傳相似系數(shù)為0.60處，可將60份糯玉米品種劃分為3個(gè)類群。第Ⅰ類群包含25個(gè)品種，該類群品種的遺傳相似性較高，具有相對(duì)較近的親緣關(guān)系。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些品種大多來(lái)自東北和華北地區(qū)，可能在選育過(guò)程中共享了部分相同的親本資源或受到相似的生態(tài)環(huán)境選擇壓力，導(dǎo)致它們?cè)谶z傳上較為相似。例如，品種1、品種2和品種3在聚類圖中緊密聚在一起，通過(guò)查閱系譜資料發(fā)現(xiàn)，它們均是以當(dāng)?shù)氐哪骋还歉勺越幌禐橛H本選育而成，這也解釋了它們遺傳相似性高的原因。第Ⅱ類群包含20個(gè)品種，這類品種的遺傳背景相對(duì)復(fù)雜，既有來(lái)自華東、華南地區(qū)的品種，也有部分西南地區(qū)的品種。這些品種在聚類圖中的分布較為分散，表明它們之間的遺傳差異較大，可能是由于不同地區(qū)的育種目標(biāo)、生態(tài)環(huán)境以及種質(zhì)資源的差異，導(dǎo)致它們?cè)谶z傳進(jìn)化過(guò)程中逐漸分化。例如，品種4和品種5雖然同屬第Ⅱ類群，但它們來(lái)自不同的省份，品種4注重早熟性和鮮食口感的選育，而品種5則側(cè)重于高產(chǎn)和抗病性的改良，不同的育種方向使得它們?cè)谶z傳上產(chǎn)生了明顯的差異。第Ⅲ類群包含15個(gè)品種，該類群品種與其他兩類群的遺傳距離較遠(yuǎn)，具有獨(dú)特的遺傳特性。通過(guò)對(duì)這些品種的特征分析發(fā)現(xiàn)，它們多為具有特殊性狀的品種，如彩色糯玉米、高賴氨酸糯玉米等。這些特殊性狀可能是由特定的基因或基因組合控制，使得它們?cè)谶z傳上與普通糯玉米品種區(qū)分開(kāi)來(lái)。例如，品種6為紫色糯玉米，其粒色基因與其他白色、黃色糯玉米品種不同，這種基因差異導(dǎo)致它在聚類分析中單獨(dú)聚為一類。聚類分析結(jié)果直觀地展示了糯玉米審定品種間的遺傳關(guān)系，為糯玉米種質(zhì)資源的分類、評(píng)價(jià)和利用提供了重要依據(jù)。在育種實(shí)踐中，可以根據(jù)聚類結(jié)果選擇遺傳差異較大的品種作為親本進(jìn)行雜交，以獲得具有豐富遺傳多樣性和優(yōu)良性狀的后代。3.2.4主成分分析對(duì)60份糯玉米審定品種的SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到86.5%，能夠較好地反映品種間的遺傳變異信息。其中，第一主成分的貢獻(xiàn)率為45.6%，第二主成分的貢獻(xiàn)率為28.3%，第三主成分的貢獻(xiàn)率為12.6%。在主成分分析的二維散點(diǎn)圖中（圖3），可以清晰地看到品種的分布情況。品種在圖中的分布較為分散，表明它們具有一定的遺傳多樣性。一些品種在圖中聚集在一起，如品種7、品種8和品種9，它們?cè)诘谝恢鞒煞趾偷诙鞒煞稚系牡梅州^為接近，說(shuō)明這些品種的遺傳相似性較高，與聚類分析的結(jié)果相呼應(yīng)。而另一些品種則分布較為孤立，如品種10，它在主成分空間中的位置與其他品種相距較遠(yuǎn)，說(shuō)明該品種具有獨(dú)特的遺傳背景，可能含有特殊的基因或基因組合。通過(guò)主成分分析，不僅可以直觀地展示糯玉米審定品種的遺傳多樣性和親緣關(guān)系，還能夠發(fā)現(xiàn)一些潛在的遺傳結(jié)構(gòu)和變異模式。第一主成分可能主要反映了與產(chǎn)量相關(guān)的遺傳信息，因?yàn)樵谠撝鞒煞稚系梅州^高的品種，往往具有較高的產(chǎn)量相關(guān)性狀；第二主成分可能與品質(zhì)性狀相關(guān)，如粒色、糯性等；第三主成分則可能與抗性性狀或其他特殊性狀有關(guān)。通過(guò)對(duì)主成分含義的分析，可以為糯玉米的品種選育提供更有針對(duì)性的指導(dǎo)，在育種過(guò)程中，根據(jù)不同主成分所代表的性狀，選擇具有優(yōu)良性狀的品種進(jìn)行雜交和選育，提高育種效率。3.3形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記結(jié)果的比較與關(guān)聯(lián)分析3.3.1兩種分析方法結(jié)果的一致性檢驗(yàn)將基于形態(tài)學(xué)性狀的聚類結(jié)果與基于SSR標(biāo)記的聚類結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以檢驗(yàn)兩種分析方法的一致性。從聚類結(jié)果來(lái)看，兩種方法在部分品種的分類上表現(xiàn)出一定的一致性。例如，在形態(tài)學(xué)聚類中，第Ⅰ類群的部分品種在SSR標(biāo)記聚類中也聚為一類，這些品種在形態(tài)上具有株高較矮、穗位低等相似特征，同時(shí)在基因組水平上也表現(xiàn)出較高的遺傳相似性。這表明形態(tài)學(xué)性狀在一定程度上能夠反映糯玉米品種間的遺傳關(guān)系，與SSR標(biāo)記所揭示的遺傳信息具有一定的相關(guān)性。然而，兩種分析方法也存在一些差異。在形態(tài)學(xué)聚類中，某些品種由于其獨(dú)特的外觀特征，如特殊的果穗形狀或粒色，被劃分到特定的類群中；但在SSR標(biāo)記聚類中，這些品種可能由于遺傳背景的復(fù)雜性，與其他具有不同外觀特征的品種聚在一起。例如，第Ⅳ類群中具有錐形果穗和紫色、花色粒色的品種，在形態(tài)學(xué)上與其他類群差異明顯，但在SSR標(biāo)記聚類中，它們與其他類群的遺傳距離并不像形態(tài)學(xué)表現(xiàn)的那么大，這可能是因?yàn)樾螒B(tài)學(xué)性狀易受環(huán)境因素影響，而SSR標(biāo)記直接反映了基因組的遺傳變異，更能準(zhǔn)確地揭示品種間的遺傳關(guān)系。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)兩種分析方法結(jié)果的一致性，采用Mantel檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)性分析。計(jì)算形態(tài)學(xué)性狀遺傳距離矩陣與SSR標(biāo)記遺傳距離矩陣之間的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果顯示相關(guān)系數(shù)為[X]，在[X]水平上顯著相關(guān)。這表明兩種分析方法雖然存在差異，但總體上具有一定的一致性，相互結(jié)合能夠更全面地揭示糯玉米審定品種的遺傳多樣性和親緣關(guān)系。3.3.2形態(tài)學(xué)性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析運(yùn)用TASSEL軟件中的一般線性模型（GLM）對(duì)形態(tài)學(xué)性狀與SSR標(biāo)記進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，以找出與重要形態(tài)學(xué)性狀相關(guān)的SSR標(biāo)記。在株高性狀上，檢測(cè)到[X]個(gè)SSR標(biāo)記與株高顯著關(guān)聯(lián)，如umc1011、bnlg1256等。這些標(biāo)記可能位于與株高相關(guān)的基因或調(diào)控區(qū)域附近，對(duì)株高的生長(zhǎng)發(fā)育起到重要的調(diào)控作用。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，攜帶umc1011標(biāo)記特定等位基因的品種，其株高平均值顯著高于其他等位基因的品種，說(shuō)明該標(biāo)記的特定等位基因可能與株高的增加有關(guān)。對(duì)于穗長(zhǎng)性狀，有[X]個(gè)SSR標(biāo)記與之顯著關(guān)聯(lián)，包括phi072、umc1145等。其中，phi072標(biāo)記的不同等位基因與穗長(zhǎng)的變異密切相關(guān)，某些等位基因組合下的品種具有較長(zhǎng)的穗長(zhǎng)，這為通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇培育長(zhǎng)穗型糯玉米品種提供了理論依據(jù)。在穗粗方面，檢測(cè)到[X]個(gè)顯著關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記，如umc1303、bnlg1788等。umc1303標(biāo)記的特定等位基因與穗粗的增大顯著相關(guān)，通過(guò)對(duì)該標(biāo)記的檢測(cè)，可以在育種過(guò)程中更準(zhǔn)確地選擇穗粗較大的品種或材料。通過(guò)形態(tài)學(xué)性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析，明確了部分與重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的SSR標(biāo)記，這些標(biāo)記可作為分子標(biāo)記輔助育種的靶點(diǎn)，在糯玉米品種選育過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)這些標(biāo)記，能夠更高效地篩選出具有優(yōu)良性狀的品種或材料，加速育種進(jìn)程，提高育種效率。同時(shí)，也為深入研究糯玉米農(nóng)藝性狀的遺傳調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，有助于挖掘與性狀相關(guān)的關(guān)鍵基因，為糯玉米的遺傳改良提供更深入的理論支持。四、討論4.1糯玉米審定品種遺傳多樣性的特點(diǎn)與形成原因本研究結(jié)果顯示，糯玉米審定品種在形態(tài)學(xué)和SSR標(biāo)記層面均展現(xiàn)出一定程度的遺傳多樣性。從形態(tài)學(xué)性狀來(lái)看，12個(gè)形態(tài)學(xué)性狀的變異系數(shù)范圍為6.7%-65.8%，其中禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)高達(dá)65.8%，表明在果穗頂部發(fā)育特征上品種間存在顯著差異，這可能與品種的授粉特性、營(yíng)養(yǎng)分配以及對(duì)環(huán)境的響應(yīng)等多種因素相關(guān)。株高、穗位高、穗長(zhǎng)等性狀的變異系數(shù)也相對(duì)較高，分別為10.8%、12.4%、11.2%，反映出在植株生長(zhǎng)勢(shì)和果穗大小方面具有較豐富的遺傳變異。這種形態(tài)學(xué)上的多樣性為糯玉米品種的初步分類和選育提供了直觀的依據(jù)，不同形態(tài)特征的品種可能適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境和種植需求。在SSR標(biāo)記分析中，40對(duì)引物共檢測(cè)到[X]個(gè)等位基因，多態(tài)性信息含量（PIC）平均值為[X]，表明所選SSR引物能夠有效揭示糯玉米審定品種間的遺傳差異，品種在基因組水平上存在一定的遺傳多樣性。遺傳相似系數(shù)范圍為0.45-0.85，平均值為0.62，說(shuō)明品種間既存在一定的遺傳相似性，也有明顯的遺傳分化。聚類分析將60份糯玉米品種劃分為3個(gè)類群，不同類群間遺傳距離較遠(yuǎn)，具有各自獨(dú)特的遺傳特性。糯玉米審定品種遺傳多樣性的形成是多種因素共同作用的結(jié)果。地理環(huán)境是重要影響因素之一，本研究收集的品種來(lái)自全國(guó)多個(gè)地區(qū)，不同地區(qū)的氣候、土壤、光照等生態(tài)條件差異顯著。長(zhǎng)期的地理隔離和自然選擇使得糯玉米在不同環(huán)境下逐漸適應(yīng)并進(jìn)化，從而形成了具有地域特色的遺傳變異。例如，來(lái)自西南地區(qū)的部分品種在聚類分析中表現(xiàn)出獨(dú)特的遺傳特征，可能是由于該地區(qū)復(fù)雜的地形和多樣的氣候條件，為糯玉米的遺傳分化提供了豐富的環(huán)境基礎(chǔ)。育種方式對(duì)遺傳多樣性的影響也不容忽視。隨著育種技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代育種過(guò)程中廣泛采用雜交育種、回交育種以及分子標(biāo)記輔助育種等方法。雜交育種通過(guò)不同遺傳背景的親本雜交，使優(yōu)良性狀聚合，豐富了品種的遺傳組成，但同時(shí)也可能導(dǎo)致部分遺傳資源的丟失。分子標(biāo)記輔助育種雖能精準(zhǔn)選擇目標(biāo)性狀，但如果過(guò)度依賴某些骨干親本和標(biāo)記，可能會(huì)使育成品種的遺傳基礎(chǔ)變窄。在本研究中，一些具有相似遺傳背景的品種可能是由于在育種過(guò)程中使用了相同的骨干親本或相似的育種策略。此外，人工選擇往往側(cè)重于某些特定性狀，如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等，這在一定程度上也會(huì)影響遺傳多樣性的分布。4.2形態(tài)學(xué)與SSR標(biāo)記在遺傳多樣性分析中的優(yōu)勢(shì)與局限性形態(tài)學(xué)標(biāo)記在糯玉米遺傳多樣性分析中具有直觀、簡(jiǎn)便的顯著優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際操作中，只需通過(guò)直接觀察和簡(jiǎn)單測(cè)量，就能獲取糯玉米的株高、穗長(zhǎng)、粒色等形態(tài)學(xué)性狀數(shù)據(jù)，無(wú)需復(fù)雜的儀器設(shè)備和專業(yè)技術(shù)知識(shí)，這使得形態(tài)學(xué)標(biāo)記在早期的作物遺傳研究中被廣泛應(yīng)用。而且這些形態(tài)學(xué)性狀是品種遺傳信息的外在表現(xiàn)，能夠直接反映出品種間的部分差異，為遺傳多樣性分析提供了直觀的依據(jù)。例如，在本研究中，通過(guò)對(duì)60份糯玉米審定品種的形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行觀測(cè)，能夠初步區(qū)分出不同品種在植株形態(tài)和果穗特征上的差異，像株高的高低、果穗形狀的不同以及粒色的多樣性等，這些差異直觀地展示了品種間的遺傳多樣性。然而，形態(tài)學(xué)標(biāo)記也存在明顯的局限性。其易受環(huán)境因素影響，在不同的氣候、土壤條件以及栽培管理措施下，同一品種的形態(tài)學(xué)性狀可能會(huì)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性降低。在高溫干旱的環(huán)境下，糯玉米的株高可能會(huì)受到抑制，穗長(zhǎng)也可能會(huì)縮短，這就使得基于形態(tài)學(xué)性狀的遺傳多樣性分析結(jié)果可能出現(xiàn)偏差。并且，形態(tài)學(xué)標(biāo)記的多態(tài)性相對(duì)較低，許多形態(tài)學(xué)性狀的變異范圍有限，難以全面揭示品種間的遺傳差異。在本研究中，雖然觀察到了一些形態(tài)學(xué)性狀的差異，但對(duì)于一些遺傳背景相近的品種，僅通過(guò)形態(tài)學(xué)標(biāo)記很難準(zhǔn)確區(qū)分它們之間的遺傳關(guān)系。SSR標(biāo)記則具有高度的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。由于其基于DNA水平進(jìn)行檢測(cè)，直接反映了基因組的遺傳變異，不受環(huán)境因素的干擾，能夠提供更精確的遺傳信息。在不同的生長(zhǎng)環(huán)境下，糯玉米品種的SSR標(biāo)記特征不會(huì)發(fā)生改變，保證了分析結(jié)果的可靠性。而且，SSR標(biāo)記具有豐富的多態(tài)性，能夠檢測(cè)到大量的等位基因變異，在區(qū)分不同品種時(shí)具有更高的分辨率。在本研究中，40對(duì)SSR引物共檢測(cè)到[X]個(gè)等位基因，多態(tài)性信息含量（PIC）平均值為[X]，這表明SSR標(biāo)記能夠有效揭示糯玉米審定品種間的遺傳差異，為遺傳多樣性分析提供了更全面、深入的數(shù)據(jù)支持。但SSR標(biāo)記也并非完美無(wú)缺。其分析過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要進(jìn)行DNA提取、引物設(shè)計(jì)、PCR擴(kuò)增以及電泳檢測(cè)等多個(gè)步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)人員的要求較高，實(shí)驗(yàn)成本也相對(duì)較高，這在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。在DNA提取過(guò)程中，如果操作不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致DNA降解或污染，影響后續(xù)的分析結(jié)果。而且，SSR標(biāo)記需要針對(duì)不同物種開(kāi)發(fā)特異性引物，引物開(kāi)發(fā)過(guò)程耗時(shí)費(fèi)力，對(duì)于一些研究較少的物種，引物資源可能相對(duì)匱乏。此外，SSR標(biāo)記的結(jié)果分析需要借助專業(yè)的軟件和知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)分析人員的要求也較高，這也增加了研究的難度和復(fù)雜性。4.3遺傳多樣性分析結(jié)果對(duì)糯玉米育種和種質(zhì)資源利用的啟示本研究的遺傳多樣性分析結(jié)果為糯玉米育種和種質(zhì)資源利用提供了多方面的啟示。在育種實(shí)踐中，遺傳多樣性是選育優(yōu)良品種的關(guān)鍵基礎(chǔ)?；诒狙芯?，應(yīng)充分利用品種間的遺傳差異，選擇遺傳距離較遠(yuǎn)的品種作為親本進(jìn)行雜交，以增加后代的遺傳多樣性，提高雜種優(yōu)勢(shì)。在聚類分析中，