玉米耐旱性QTL定位及重要產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ)研究.pdf

1、干旱是我國(guó)玉米生產(chǎn)的主要限制因素之一，加強(qiáng)耐旱遺傳基礎(chǔ)研究對(duì)玉米耐旱育種具有重要意義。本研究通過(guò)構(gòu)建玉米花期耐旱導(dǎo)入系群體及對(duì)其進(jìn)行耐旱相關(guān)導(dǎo)入片段掃描，結(jié)合F2:3群體的耐旱相關(guān)性狀QTL檢測(cè)，對(duì)玉米花期耐旱性相關(guān)遺傳區(qū)域進(jìn)行了聯(lián)合分析，以期解析與耐旱密切相關(guān)的染色體區(qū)域及相關(guān)的新位點(diǎn)。并以該組合的F2:3群體為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了多環(huán)境下玉米產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL分析，探討了產(chǎn)量及其重要農(nóng)藝相關(guān)性狀間相互關(guān)系和各性狀及相關(guān)QTL位點(diǎn)與環(huán)境

2、互作關(guān)系。 主要研究工作與結(jié)果如下： 1、玉米花期耐旱相關(guān)候選遺傳區(qū)域的確定以玉米花期耐旱性重要衡量指標(biāo)——散粉至抽絲間隔(ASI)≤2天為篩選標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)回交群體在新疆進(jìn)行高強(qiáng)度干旱單株選擇，構(gòu)建了黃早四(受體親本)×齊319(供體親本)組合玉米花期耐旱導(dǎo)入系群體。繼而利用SSR分子標(biāo)記對(duì)構(gòu)建的由63個(gè)家系組成的耐旱群體進(jìn)行玉米花期耐旱性相關(guān)染色體片段的定位。結(jié)果表明：與理論值相比，耐旱群體中來(lái)自供體親本的SSR位點(diǎn)導(dǎo)

3、入頻率有了顯著提高，集中分布于1.08、2.07、3.04、4.01-4.04、5.07、6.05、7.03、9.04、10.04等染色體區(qū)域(x2檢驗(yàn))。最后，在基因組范圍內(nèi)確定了20個(gè)玉米花期耐性相關(guān)染色體區(qū)域，分布于第1染色體(1個(gè))、2染色體(2個(gè))、3染色體(1個(gè))、4染色體(5個(gè))、5染色體(3個(gè))、6染色體(1個(gè))、7染色體(2個(gè))、9染色體(3個(gè))、10染色體(2個(gè))等9個(gè)連鎖群上。對(duì)這些耐旱相關(guān)候選遺傳區(qū)域內(nèi)功能基因進(jìn)

4、行查詢發(fā)現(xiàn)存在一些已報(bào)道的與玉米花期耐旱性直接相關(guān)的功能基因。研究結(jié)果還顯示，經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度干旱篩選，高代導(dǎo)入系群體的花期性狀耐旱性得到了較為明顯的改善，顯示了玉米遺傳改良中以ASI為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐旱選擇的可靠性。 2、玉米耐旱主效QTL位點(diǎn)和上位性效應(yīng)位點(diǎn)的定位與分析對(duì)來(lái)自相同親本組合、由230個(gè)家系構(gòu)成的F2:3群體利用SSR分子標(biāo)記進(jìn)行基因型鑒定的同時(shí)，在正常灌水與干旱處理兩種條件下進(jìn)行表型鑒定，QTL分析表明，大部分QTL位點(diǎn)不

5、能在水旱兩種處理下同時(shí)檢測(cè)出，干旱條件下檢測(cè)到的QTL位點(diǎn)數(shù)目顯著減少。與上述耐旱相關(guān)候選遺傳區(qū)域研究的結(jié)果相結(jié)合進(jìn)行綜合分析得出，基于F2:3群體的8個(gè)玉米花期耐旱相關(guān)QTL落在了5個(gè)基于耐旱導(dǎo)入系群體確定的耐旱相關(guān)遺傳區(qū)域，這些區(qū)域包括第3染色體的bnlg1957-bnlg1399、第5染色體的bnlg2305-bnlg1118、第7染色體的umc1339-bnlg1094-bnlg1579和bnlg339-umc1408-bnlg

6、2271、第10染色體的phi062-umc1053。其中基于F2:3群體在第10染色體phi062-umc1053內(nèi)同時(shí)定位了抽雄期、散粉期、吐絲期和ASI等4個(gè)重要的玉米花期耐旱相關(guān)QTL，并可分別解釋13.8％、17.3％、19.6％、10.9％的表型變異。 3、多環(huán)境下玉米產(chǎn)量重要相關(guān)性狀間的相關(guān)性分析及相關(guān)QTL定位以黃早四×齊319組合的230個(gè)F2:3家系為試驗(yàn)材料，在不同環(huán)境條件下進(jìn)行了重要產(chǎn)量相關(guān)性狀間的相關(guān)性

7、分析，結(jié)果表明，穗部性狀、籽粒性狀對(duì)單株產(chǎn)量具有十分重要的作用。QTL定位結(jié)果顯示第4染色體標(biāo)記區(qū)間umc2405-bnlg572內(nèi)的散粉期QTL、第8染色體標(biāo)記區(qū)間umc1562-bnlg1651和第10染色體標(biāo)記區(qū)間phi062-umc1053內(nèi)的抽雄期QTL等位點(diǎn)在不同環(huán)境下均檢測(cè)到，表明這些位點(diǎn)在不同環(huán)境中具有相對(duì)穩(wěn)定的表達(dá)模式。 另外，本研究還檢測(cè)到了數(shù)目眾多的上位性效應(yīng)位點(diǎn)，顯示出上位性效應(yīng)對(duì)玉米遺傳改良同樣具有十分