玉米籽粒容重及相關(guān)性狀QTL定位.pdf

1、籽粒容重是國際上對(duì)玉米品種進(jìn)行等級(jí)劃分的主要標(biāo)準(zhǔn)，為了提高我國出口玉米在國際上的競爭力，培育籽粒容重較高的玉米品種是玉米育種的一個(gè)重要目標(biāo)。連鎖分析和關(guān)聯(lián)分析是對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行遺傳解析的兩種常用方法，二者結(jié)合應(yīng)用，互為補(bǔ)充，可以更可靠、更精確的解析數(shù)量性狀的遺傳位點(diǎn)。容重是受多基因控制的數(shù)量性狀，本研究利用連鎖分析和關(guān)聯(lián)作圖兩種策略，并結(jié)合基于測序的高通量的SNP標(biāo)記，對(duì)控制容重及其相關(guān)性狀的基因位點(diǎn)進(jìn)行了挖掘，所得到的遺傳標(biāo)記位點(diǎn)可為分

2、子選擇育種提供有益的借鑒。主要研究結(jié)果如下:
　　1.利用bin標(biāo)記構(gòu)建RIL群體的遺傳連鎖圖譜，所得物理圖譜和遺傳圖譜的總長度分別為2017.03 Mb和2568.99cM，相鄰兩個(gè)bin標(biāo)記之間的平均物理距離和平均遺傳距離分別為0.27 Mb和0.35cM。運(yùn)用所構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜對(duì)RIL群體獲得的所有目標(biāo)性狀進(jìn)行連鎖作圖，兩年共定位到了4個(gè)與籽粒容重相關(guān)的QTL位點(diǎn)，分別位于chr1、chr7和chr8上;穗部性狀穗長、穗粗

3、、穗行數(shù)、行粒數(shù)和出籽率兩年分別共定位到了6、5、5、1和2個(gè)QTL位點(diǎn)，位點(diǎn)分布于chr1、chr2、chr3、chr4、chr5、chr7和chr8;籽粒性狀百粒體積、百粒重、比重、粒寬、粒長、粒長/粒寬、籽粒周長、籽粒直徑、籽粒面積和籽粒圓度一年分別定位到了1、3、2、4、3、4、3、3、3和1個(gè)QTL位點(diǎn)，粒厚兩年共定位到了4個(gè)QTL位點(diǎn)，這些位點(diǎn)分布于玉米的10條染色體上;營養(yǎng)性狀水分含量、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、脂肪含量和賴氨

4、酸含量兩年分別共定位到了3、4、3、4和7個(gè)QTL位點(diǎn)，位點(diǎn)分布于除chr9的染色體上。
　　2.對(duì)本試驗(yàn)中所用的自然群體的籽粒容重進(jìn)行鑒定。自然群體中籽粒容重在不同年份和不同密度下的變異度的范圍為4.19～6.12％，因此，籽粒容重具有豐富的表型多樣性。在自然群體中篩選低密和高密環(huán)境下容重均較高的自交系，表現(xiàn)穩(wěn)定的自交系有PH6WC、P138、PHW20、R548、K12、Beck、白330、宋1145、E200等。
　　

5、3.利用高通量SNP標(biāo)記對(duì)自然群體獲得的所有表型性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析。玉米籽粒中容重、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、賴氨酸含量、脂肪含量和水分含量分別共定位到了39、28、22、20、42和23個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。其中，容重定位到的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)分布于chr1、chr2、chr3、chr4、chr5、chr6、chr7、chr8和chr9上。穗部性狀穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率分別定位到了59、34、35、25和82個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn);籽粒性狀百粒體積、百

6、粒重、粒厚、粒寬、粒長、粒長/粒寬、籽粒面積、籽粒圓度、籽粒直徑和籽粒周長分別定位到了11、14、174、11、10、20、12、12、10和14個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。籽粒容重共檢測到了5個(gè)共位點(diǎn)，包括chr1上298965.319～298969.616Kb區(qū)段，chr3上的1845.672～1845.714Kb區(qū)段， chr4上的29118.854Kb位點(diǎn)，chr7上的125624.189～125624.229Kb區(qū)段，chr9上的137351

7、.55～137351.587Kb區(qū)段。
　　4.對(duì)與籽粒容重關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)和控制多個(gè)性狀的重點(diǎn)基因區(qū)段進(jìn)行候選基因的搜索。與容重相關(guān)的SNP位點(diǎn)附近發(fā)現(xiàn)的已知基因包括cdpk5和tip4d，在控制不同性狀的熱點(diǎn)區(qū)域附近發(fā)現(xiàn)的已知基因包括cdpk5、tip4d、ereb43、dof33、do f31、chi3和gras16。
　　5.對(duì)本試驗(yàn)中的關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析各性狀的定位結(jié)果進(jìn)行比較，篩選兩種定位方法均定位到的一致性QT

8、L。在chr5上的171.916～210.318Mb區(qū)段均定位到了控制蛋白質(zhì)含量的位點(diǎn)，在chr3上的2.077～8.085Mb區(qū)段和在chr5上的207.581～213.950Mb區(qū)段內(nèi)均定位到了控制粒厚的控制位點(diǎn)，在chr7上的153.294～162.332Mb區(qū)段和chr1上的5.879～43.197Mb區(qū)段，均共同定位到了控制穗長的位點(diǎn)，在chr5上的209.631～211.177Mb區(qū)段內(nèi)均定位到了控制穗行數(shù)的位點(diǎn)，在chr8

9、上的142.388～157.345 Mb范圍內(nèi)共同定位到了控制脂肪含量的位點(diǎn)，在chr1上的28.002～34.319 Mb范圍內(nèi)共同定位到了控制粒寬的位點(diǎn)，在chr6上的122.224～128.673Mb范圍內(nèi)共同定位到了控制粒長/粒寬的位點(diǎn)。
　　在高密和低密種植條件下鑒定出籽粒容重均較高的玉米自交系，并通過全基因組關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析的方法，定位到控制玉米籽粒容重及其相關(guān)性狀的QTL位點(diǎn)，這些自交系和關(guān)聯(lián)位點(diǎn)可為高容重玉米雜交