兩種密度條件下玉米葉型相關(guān)性狀的QTL定位與分析.pdf

1、玉米是我國重要的糧食作物，隨著對其需求的增加，如何在現(xiàn)有耕地面積的基礎(chǔ)上提高玉米的產(chǎn)量，是玉米育種的重要目標(biāo)。在高密度下選育耐密性的優(yōu)良玉米品種，是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)的一個重要途徑。葉片是玉米進行光合作用的重要器官，其空間形態(tài)影響著玉米光合作用的效率，決定了玉米的株型，因此，在高密度條件下研究玉米葉部性狀具有重要意義。本研究以緊湊型自交系豫82、半緊湊型自交系綜3分別和松散型自交系豫87-1衍生的兩套 RILs群體（Pop.1和Pop.2）為

2、材料，通過在4000株/畝和8000株/畝的密度下對玉米的葉部相關(guān)性狀進行多個地點的表型鑒定，并利用構(gòu)建的SNP分子標(biāo)記遺傳圖譜，采用復(fù)合區(qū)間作圖法對葉部性狀進行QTL定位及效應(yīng)分析；利用基于混合線性模型的復(fù)合區(qū)間作圖法，分析葉部性狀的上位性及與環(huán)境和密度的互作效應(yīng)，篩選在多個地點和兩密度條件下控制玉米葉部性狀的穩(wěn)定主效QTL；采用元分析方法對葉部性狀進行“一致性”QTL分析。主要研究結(jié)果如下：
　　1.構(gòu)建了兩張分別包含1179

3、和1243個SNP標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜，覆蓋玉米的10條染色體，圖譜總長度分別為1884.8cM和1864.0cM，標(biāo)記平均間距分別為1.599cM和1.500cM。將兩張遺傳圖譜整合成一張包含有1890個SNP標(biāo)記、總長為1928.396cM、平均間距為1.020 cM的整合圖譜。
　　2.對兩套RIL群體在兩個密度條件下分3個地點的葉部性狀進行表型分析，結(jié)果表明，隨著種植密度的提高，3個親本的葉夾角、葉寬和葉面積降低，葉向值增大

4、，葉長和高點長豫82、綜3表現(xiàn)為增大，豫87-1表現(xiàn)為降低。RIL群體的均值隨種植密度的提高，兩群體均表現(xiàn)為葉寬、葉面積降低，葉向值增大，而葉夾角的均值，Pop.1表現(xiàn)為增大，Pop.2表現(xiàn)為降低，葉長和高點長的均值，Pop.1表現(xiàn)為降低，Pop.2表現(xiàn)為增大。兩群體的各個性狀在所有環(huán)境下均存在單向或雙向超親分離，并呈現(xiàn)出連續(xù)變異。
　　3.利用復(fù)合區(qū)間作圖法，對兩個RIL群體在三個地點環(huán)境和合并值進行玉米葉部性狀的QTL定位，檢

5、測到控制葉夾角、高點長、葉向值、葉長、葉寬和葉面積的QTL分別有46、31、47、36、47和34個，單個QTL的貢獻率在4.01％-44.40%之間；在3個地點環(huán)境和合并值中沒有定位到位于相同區(qū)間的QTL；在2個地點環(huán)境和合并值中定位到相同區(qū)間的QTL有9個，分別是4000株/畝條件下，控制高點長的位于第4染色體上的QTLs、第3染色體上控制葉向值的QTLs、第3和第4（2個）染色體上控制葉長的QTLs、第3染色體上控制葉寬的QTLs

6、，8000株/畝條件下，第4染色體上控制高點長和葉長的QTLs、第5染色體上控制葉向值的QTLs，這些QTL可能是環(huán)境相對穩(wěn)定的同一個QTL。各葉部性狀在一種環(huán)境和合并分析中定位到的位于同一標(biāo)記區(qū)間的QTL有23個。在兩套RIL群體中都檢測到多對上位性互作 QTL,且所解釋的表型變異占一定比例，表明上位性效應(yīng)在葉部性狀的遺傳中大量存在。大多數(shù)QTL及上位性與地點環(huán)境和密度間均無顯著的互作效應(yīng)。
　　4.對兩個群體在兩密度下定位到的

7、葉部性狀QTL進行分析，結(jié)果表明，兩群體的葉部性狀，除Pop.2群體的高點長外，均能檢測到位于同一區(qū)間的QTL有26個，其中貢獻率均大于10%的QTL有5個，分別為控制葉夾角的第3染色體上區(qū)間為PZE-103026528～PZE-103027544和 PZE-103022844～PZE-103025592的QTLs，控制高點長的第4染色體上區(qū)間為PZE-104022145～PZB01619.2的QTLs，控制葉向值的第5染色體上區(qū)間為P

8、ZE-105123635～PZE-105128589的QTLs以及控制葉面積的第8染色體上區(qū)間為PZE-108073336～SYN20179和PZE-108075601-PZE-108074267的QTLs，這些QTLs對密度不敏感，針對這些區(qū)間可以進一步研究，以發(fā)掘具有耐密性的葉部性狀基因；同時還檢測到了密度特異性的QTL有15個，其中貢獻率大于10%的QTL有5個，分別為4000株/畝條件下，第1染色體上控制葉夾角的QTLs，第3染

9、色體上控制葉向值的QTLs，第6染色體上控制葉長的QTLs，8000株/畝條件下，第1染色體上控制葉夾角的QTLs，第8染色體上控制高點長的QTLs，這些QTL對密度敏感，但地點環(huán)境穩(wěn)定性好，這些區(qū)間對于玉米的耐密性研究也同樣具有利用價值。
　　5.利用元分析方法對2套RIL群體的葉部性狀進行一致性QTL分析，在4000株/畝和8000株/畝密度條件下均獲得8個mQTL，對比兩密度下的QTL，發(fā)現(xiàn)控制高點長和葉長的mlQTL4和m