玉米穗上部節(jié)間距QTL定位與遺傳效應(yīng)分析.pdf

1、玉米作為全球重要的糧食、經(jīng)濟(jì)和飼料作物。如何在單位面積上最大程度地提高玉米產(chǎn)量是育種的主要目標(biāo)，通過改良株型進(jìn)一步提高種植密度是提高玉米產(chǎn)量的一個(gè)最主要途徑。理想株型可以使玉米在各個(gè)生長階段充分捕獲并利用太陽能，最終使玉米單位面積產(chǎn)量達(dá)到最大化。玉米冠層結(jié)構(gòu)是影響玉米理想株型主要性狀，而穗上部節(jié)間距(ILAU)是影響冠層結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素。因此，分析ILAU的遺傳特性對改善群體結(jié)構(gòu)和提高光合效率非常重要。本研究以豫82×豫87-1、豫8

2、2×沈137、豫87-1×綜3及豫537A×沈137衍生的4個(gè)RIL群體（分別用Pop.1、Pop.2、Pop.3和Pop.4代表）840個(gè)家系為材料，通過對玉米穗上部節(jié)間距進(jìn)行多個(gè)地點(diǎn)的表型鑒定，并利用構(gòu)建的SNP分子標(biāo)記遺傳圖譜，采用復(fù)合區(qū)間作圖法對穗上部節(jié)間距進(jìn)行QTL定位分析；采用元分析方法對穗上部節(jié)間距進(jìn)行“一致性”QTL分析。主要研究結(jié)果如下：
　　1.利用SNP芯片Maize3K（3072SNP標(biāo)記）對4個(gè)RIL群體

3、及親本進(jìn)行基因型分析，根據(jù)親本遺傳多樣性對重組自交系群體進(jìn)行多態(tài)性標(biāo)記篩選。利用 Jionmap4.0軟件，在LOD=2.5和最大遺傳距離為20 cM的情景下，構(gòu)建了四張分別包含1179、1116、1243和1102個(gè)SNP標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜，圖譜總長度分別為1873.02cM、1839.75 cM、1863.00 cM和1629.48 cM，標(biāo)記平均間距分別為1.59 cM、1.65 cM、1.50 cM和1.48 cM。將四張遺傳圖

4、譜整合成一張包含有2439個(gè)SNP標(biāo)記，圖譜總長度為1933.74cM,平均間距為0.79cM的整合圖譜。
　　2.通過3個(gè)環(huán)境對5個(gè)親本及4個(gè)RIL群體的穗上部5個(gè)節(jié)間距的表型鑒定結(jié)果表明，親本豫82、豫537A和綜3的第一、二、三、四、五節(jié)間距值均低于親本豫87-1和沈137對應(yīng)的節(jié)間距值。4套RIL群體穗上部各節(jié)間距值的變異范圍較大，符合正態(tài)分布，部分家系的均值遠(yuǎn)超出親本的范圍，出現(xiàn)雙向超親分離。
　　3.利用復(fù)合區(qū)間

5、作圖法，對4個(gè)RIL群體在3個(gè)環(huán)境下穗上部5個(gè)節(jié)間距進(jìn)行了QTL定位，共檢測到70個(gè)QTL：即：Pop.1為16個(gè), Pop.2為14個(gè), Pop.3為25個(gè), Pop.4為15個(gè)。單個(gè)QTL所揭示的表型變異在5.36％-26.85%之間，其中，27個(gè)QTL的表型變異大于10%。此外，1個(gè)QTL在4個(gè)群體穗上部1個(gè)節(jié)間距均被檢測到，1個(gè)QTL在2個(gè)群體穗上部3個(gè)節(jié)間距均被檢測到，1個(gè)QTL在2個(gè)群體穗上部1個(gè)節(jié)間距被檢測到，4個(gè)QTLs

6、在1個(gè)群體的4個(gè)節(jié)間距被檢測到。這些結(jié)果表明穗上部不同位置的節(jié)間距受不同的QTLs控制，同時(shí)也受一個(gè)或多個(gè)相同的QTLs控制。
　　4.利用元分析方法對4個(gè)RIL群體的穗上部5個(gè)節(jié)間距進(jìn)行“一致性” QTL分析，所檢測到的70個(gè)QTL中，46個(gè)QTL被整合得到14個(gè)meta-QTLs(mQTLs)，分布在1、2、3、4、5、6、7、9、10染色體上，將貢獻(xiàn)率大于10%的最初27個(gè)QTL中的17個(gè)QTL被整合到7個(gè)mQTLs，整合m