利用多元聚类方法和配合力估计值，对新开发的热带玉米自交系进行遗传多样性和异质性分组研究

《The Nucleus》：Genetic diversity and heterotic grouping of newly developed tropical maize inbred lines employing multivariate clustering approaches and combining ability estimates

玉米遗传多样性评估及异交组分组方法研究，通过主成分分析和K-means聚类揭示336个自交系在产量相关性状和土荆芥叶斑病抗性上的遗传差异，比较SCAGY、HSGCA、HGCAMT三种分组方法发现HSGCA效率最高，验证显示异交组间杂交中亲杂种优势达40.5%，支持SDG 2目标。

　　

摘要

由于其高产潜力，玉米是全球主要种植的谷物作物之一。评估和估算与产量相关的各种性状的遗传多样性以及抗玉米叶枯病的能力，对于提高印度玉米的生产潜力至关重要。本研究旨在评估这些遗传多样性，并将336个玉米自交系分为不同的杂种优势组。实验材料在2023年和2024年的雨季期间，在班加罗尔和哈桑两个地点进行了产量潜力评估。前两个主成分（PCs）解释了总遗传变异的67.70%。PCA贡献图显示，开花天数、抽丝天数、植株高度和穗高度等性状对PC1的贡献最大，而籽粒产量和抗玉米叶枯病（TLB）的能力对PC2的贡献更大。K均值分析根据Scree图将基因型分为三个簇，分别有108个、90个和138个基因型属于簇I、II和III。簇I和簇III之间的距离最大。位于不同簇中的基因型可以通过杂交获得理想的重组体。这336个玉米自交系与两个测试品种CML 451（杂种优势组B）和CL02450（杂种优势组A）进行了杂交，得到了672个杂交后代，并在2025年的雨季在班加罗尔的GKVK进行了评估。杂种优势分组采用了籽粒产量的特定配合力效应（SCAGY）、杂种优势组的特定和一般配合力（HSGCA）以及多个性状的一般配合力（HGCAMT）等方法。HSGCA方法将自交系分为三个杂种优势组：A组（113个）、B组（113个）和AB组（110个）。而基于籽粒产量SCA的杂种优势分组则将168个自交系分别归入A组和B组。HGCAMT方法将237个自交系归入B组，其余99个自交系归入A组。进一步的研究表明，三种分组方法中HSGCA方法的育种效率最高。通过估算组间和组内杂交的亲本杂种优势（MPH）来验证这些杂种优势分组方法的准确性。SCAGY和HSGCA方法使组间杂交的MPH显著增加（分别为24.9%和40.5%），而HGCAMT仅显示出微小的增加（1.9%）。这表明HGCAMT方法在区分亲本系的杂种优势潜力方面可能效果较差。本文符合联合国可持续发展议程的可持续发展目标2（零饥饿）。