玉米株高主效QTL精细定位群体和株高QTL代换系的构建

摘要

玉米株高是一个重要的数量性状，对株高的深入研究有利于解决生产上的倒伏和密植问题。同时，株高表现了很强的杂种优势，对株高性状的深入剖析，对认识杂种优势的机理有一定意义。本实验室在前期的研究中，已经利用豫玉22(综3/87-1)构建的F2:3，重组自交系 (recombinantinbred lines，RIL)和永久F2(immortalized F2，IF2)群体定位了21个株高QTL，其中位于第1染色体的株高QTL-PH1-4有很高的效应值。本研究旨在通过分子标记辅助回交，培育主效QTL的近等基因系(Near-isogenic lines，NIL)，构建用于株高主效QTL精细定位的群体；围绕主效QTL开发新的分子标记；构建其他位点的株高QTL染色体片段代换系，为下一步对株高性状的深入分析打下基础。 本研究的主要结果在如下几个方面： 1、从优良杂交种豫玉22构建的重组自交系中选择到两个株高差异比较大而遗传背景比较一致的株系，以较矮的株系作为轮回亲本，经过5代回交和2代自交，结合SSR分子标记辅助选择，构建了主效株高QTL-PH1-4的近等基因系。利用101个分子标记检测回交近等基因系的背景回复率，从中获得10个理想的BC4F1株高主效QTL定位株系，这些株系背景回复率很高，在主效QTL区域有渗入片段，通过对这10个株系自交分离群体的基因型与表型分析，最终确定其中一个株系05YH175-2的分离群体BC4F2作为进一步定位的基础群体。 2、在主效QTL-PH1-4临近的区域通过寻找BAC末端，GSS和EST序列来设计PCR引物发展标记，共得到9个有多态性的标记，用这些标记对两个分离群体BC4F2和Bc4F3的基因型与表型进行分析定位，最后把该主效QTL进一步定位在SSR标记umc1122与umc2396之间，与umc2396的遗传距离为0.3cM。 3、从优良杂交种豫玉22构建的重组自交系中选择到两个株高差异比较大而遗传背景比较一致的株系，以较矮的株系作为轮回亲本，经过4代回交和1代自交，得到81个BC4F1株系，从中选择得到25个包含12个玉米株高QTL的片段代换系。这25个株高QTL代换系覆盖玉米的5条染色体，其背景回复率最小70.3％，最高98.4％，基本达到可以直接进行下一步精细定位以及其它研究的水平。

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论文说明：英文缩略语

声明

第一章引言

1.1玉米株高研究

1.1.1植物株高的生物学基础

1.1.2植物株高的遗传学基础

1.2玉米分子标记的发展

1.3植物株高QTL精细定位

1.3.1关于玉米株高QTL

1.3.2近等基因系在QTL定位中的应用

1.3.3染色体代换系应用

1.3.4作物株高精细定位

1.4本研究的意义和目的

第二章材料与方法

2.1实验材料

2.1.1材料背景

2.1.2材料来源

2.2实验方法

2.2.1技术路线

2.2.2田间实验

2.2.3分子标记检测分析

第三章结果与分析

3.1主效QTL精细定位群体获得

3.1.1主效QTL近等基因系构建

3.1.2 SSR标记分析

3.1.3株高分析

3.1.4精细定位株系获得

3.1.5发展标记

3.1.6精细定位分离群体的选择

3.2主效QTL进一步定位

3.2.1最初主效QTL位置

3.2.2 QTL再定位的连锁图谱

3.2.3两个分离群体定位的比较

3.2.4主效QTL精细定位预测

3.3株高QTL代换系构建

3.3.1近等基因系构建

3.3.2已经定位的株高QTL

3.3.3分子标记辅助选择

3.3.4株高和标记结果分析

3.3.5代换系获得

3.3.6对代换系的评价

第四章讨论

4.1构建遗传研究群体的材料选择

4.2近等基因系构建策略

4.3单片段代换系应用

4.4 QTL精细定位软件的应用

4.5分子标记的发展

4.6下一步工作设想

参考文献

致谢