高油玉米籽粒品質(zhì)性狀QTL定位及效應(yīng)分析.pdf

1、高油玉米以其優(yōu)良的加工品質(zhì)和多種用途而倍受人們青睞，并越來越具有廣闊的發(fā)展前景。玉米籽粒的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量均受微效多基因的控制，呈數(shù)量性狀變異。分子標(biāo)記技術(shù)及理論的發(fā)展為高油玉米品質(zhì)的遺傳改良提供了一種可能的新方法，通過它可以檢測(cè)到控制復(fù)雜目的性狀遺傳變異的QTL，也可能對(duì)目標(biāo)QTL進(jìn)一步利用分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)以提高育種效率。 在本實(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上，以高油玉米種質(zhì)By804與B73組配的298個(gè)F2 4家系及

2、213個(gè)RILs為材料，研究應(yīng)用近紅外漫反射光譜法測(cè)定高油玉米籽粒品質(zhì)性狀的可行性和方法，并利用SSR標(biāo)記構(gòu)建高油玉米遺傳圖譜，采用多重區(qū)間定位法(MIM)對(duì)兩個(gè)不同群體籽粒的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量進(jìn)行QTL定位、效應(yīng)分析和比較分析，同時(shí)與IHO遺傳背景的材料定位的籽粒品質(zhì)性狀QTL進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)進(jìn)一步開展籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量QTL的精細(xì)定位、相關(guān)基因的克隆和分子標(biāo)記輔助選擇具有重要的指導(dǎo)意義。 本研究的主要結(jié)果如下：

3、 1、應(yīng)用光譜的主成分空間和傅里葉變換近紅外光譜技術(shù)，采用偏最小二乘同歸法(PLS)，建立了近紅外漫反射光譜測(cè)定高油玉米籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的定量分析模型，并對(duì)所建模型進(jìn)行交義和外部驗(yàn)證。模型的外部驗(yàn)證決定系數(shù)分別為0.948、0.931、0.946，外部驗(yàn)證誤差分別為0.307、0.429、0.645。本實(shí)驗(yàn)所建立的各種定量分析模型具有較高的質(zhì)量，準(zhǔn)確性與化學(xué)方法相當(dāng)，提供了對(duì)同一樣品可同時(shí)分析籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的

4、方法，滿足對(duì)育種材料進(jìn)行非破壞性的鑒定篩選和分子育種中對(duì)大量材料品質(zhì)分析的需要。 2、以By804與B73組配產(chǎn)生的包含298個(gè)株系的F<,2>群體和213個(gè)株系的RIL群體為材料，構(gòu)建了高油玉米分子標(biāo)記連鎖圖，兩個(gè)群體的標(biāo)記數(shù)分別為183(F<,2>群體)和179(RIL群體)，分別覆蓋玉米基因組1605.7cM和1913.9cM，標(biāo)記間的平均距離分別為8.8cM利10.7cM。 3、利用OTL Cartographe

5、r V2.5軟件，以CIM檢測(cè)到的QTL為基礎(chǔ)模型，在P=0.05水平，進(jìn)一步利用MIM方法驗(yàn)證CIM的分析結(jié)果。F<,2:4>群體F<,7:8>群體共定位了28個(gè)影響高油玉米籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL，分布于除第10染色體外的其余9條染色體上。其中F<,2:4>群體三性狀共有18個(gè)QTL，F(xiàn)<,7:8>群體三性狀共有20個(gè)QTL，兩群體相同或相似染色體區(qū)間的QTL共8對(duì)，分布于1、4、6、7、8等5條染色體上。在F<,2:4>

6、群體控制油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL分別有7、5、6個(gè)，F(xiàn)<,7:8>群體中控制油分、蛋白質(zhì)和淀粉含的QTL分別有7、4、9個(gè)。兩群體中相同或相似染色體區(qū)間的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量QTL分別有4、1、5對(duì)。 4、加性效應(yīng)對(duì)玉米籽粒的油分和蛋白質(zhì)含量具有非常重要的作用，所有控制籽粒油分和蛋白質(zhì)含量QTL的增效基因均來自高油親本By804；顯性效應(yīng)對(duì)玉米籽粒的淀粉含量具有非常重要的作用，所有控制籽粒淀粉含量QTL的增效基因均來自普

7、通親本B73。 5、在F<,2:4>群體中分別有4、6個(gè)油分含量的QTL與宋秀芳研究中定位的F<,2>、F<,3>籽粒油分QTL具有相同或相似的染色體區(qū)段；在F<,7:8>群體分別有2、4個(gè)油分含量的QTL與宋秀芳研究中定位的F<,2>、F<,3>籽粒油分QTL具有相同或相似的染色體區(qū)段。分別有8、4、6個(gè)QTL與具有IHO遺傳背景的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL具有相同或相似的染色體區(qū)間。BHO與IHO具有不同的遺傳背景，但對(duì)

8、品質(zhì)性狀的長期提高選擇的結(jié)果是基因組反應(yīng)大部分發(fā)生在相同或相似的染色體區(qū)間。 6、在第1和第6染色體上各發(fā)現(xiàn)一個(gè)控制品質(zhì)性狀的QTL聚集的區(qū)域，表現(xiàn)一因多效或緊密連鎖效應(yīng)，這些區(qū)域的QTL在不同群體中表現(xiàn)穩(wěn)定或具有較高的遺傳變異，與這些QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記是可以作為品質(zhì)性狀分子標(biāo)記輔助選擇的主要標(biāo)記。 7、本研究中一些QTL定位在質(zhì)量性狀基因的區(qū)域或其附近，但一個(gè)QTL與一些已知的或可預(yù)測(cè)的候選基因是否同一，要對(duì)定位