玉米籽粒构型和叶片锌铁铜锰含量的QTL定位及相关分析

摘要

玉米是重要的粮食、饲料和经济作物，高产、稳产、富含有益微量元素是玉米育种的主要目标。粒型性状及有益微量元素含量是复杂的数量性状，受众多数量性状位点(QTL)控制。探讨玉米籽粒构型性状与有益微量元素含量的确切关系，以及籽粒构型性状之间的相互关系，开展籽粒构型性状相关QTL分析以及叶片中锌、铁、铜、锰元素含量检测与定位的研究，将为富含有益元素育种提供参考和帮助。本研究利用X178和P53构建的RIL群体分子标记图谱，分别对各家系籽粒面积比、面积、长/宽、长、宽、直径、圆度八个粒型性状和叶片中锌、铁、铜、锰含量四个性状进行单环境QTL定位分析，并对籽粒构型与锌、铁、铜、锰含量以及籽粒构型性状之间进行相关分析。主要研究结果如下:
　　1、对玉米幼苗叶片锌、铁、铜、锰含量进行QTL定位分析，定位到了2个与锌含量有关的QTL和1个与铜含量有关的QTL，分别分布在5、6、9号染色体上，贡献率分别为4.18％、2.89％、2.36％，加性效应分别为-1.05、0.88、-0.38。
　　2、对2012和2013年玉米籽粒构型进行QTL定位分析，定位到10个QTL:其中籽粒面积定位到3个，粒宽定位到3个，籽粒面积比、籽粒周长、粒长、籽粒直径各定位到1个。6号染色体上定位到5个QTL，贡献率为1.99％-2.55％;9号染色体上的3个QTL贡献率为2.91％-5.45％;2号和8号染色体上各定位到1个QTL，贡献率分别为2.73％、2.85％。在这10个QTL中，有6个表现为负向加性遗传效应，4个表现为正向加性遗传效应。
　　3、幼苗叶片中铁含量与籽粒中铜含量存在弱相关关系且相关系数差异显著;幼苗与籽粒中锌、铜、锰含量呈现极弱线性相关，相关系数均未达到统计学上差异显著性。两年籽粒铁与铜含量均呈现显著正相关关系(r2012=0.47，r2013=0.79)。而其他元素间相关性极弱。
　　4、2012年籽粒中锌、铁含量均与籽粒构型无显著线性相关关系。但籽粒中铜含量与籽粒面积比(r=-0.36)、面积(r=-0.38)、周长(r=-0.29)、宽(r=-0.36)、直径（r=-0.32）有显著的弱相关关系。2013年籽粒锌含量与籽粒长/宽(r=0.32)有显著正相关关系，与圆度（r=-0.34）有显著负相关关系;籽粒铁含量与籽粒面积比（r=-0.31）、面积(r=-0.30)、长(r=-0.30)、直径(r=-0.29)均有显著负相关关系。两年籽粒构型各性状之间均有显著的相关关系。
　　5、筛选到14份粒大且富含锌的材料。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 微量营养元素及人类营养元素缺乏状况

1．2 QTL定位方法的研究现状

1．2．1 定位群体

1．2．2 遗传图谱的构建

1．2．3 定位方法

1．3 作物锌铁铜锰含量的遗传变异

1．4 作物锌铁铜锰含量的QTL定位研究进展

1．5 作物籽粒构型QTL定位研究进展

1．6 作物收获物中有益营养元素与籽粒构型间相关性的研究

1．7 玉米育种策略

1．8 本研究的研究目的及内容

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 田间试验

2．2．1 试验设计

2．2．2 供试土壤条件

2．3 锌、铁、铜、锰含量的测定

2．4 玉米籽粒中锌、铁、铜、锰的含量

2．5 玉米籽粒构型相关性状的测定

2．6 SSR分子标记数据

2．7 数据分析

2．7．1 供试材料表型性状统计分析

2．7．2 QTL定位分析

3 结果与分析

3．1 玉米幼苗叶片锌、铁、铜、锰QTL定位与分析

3．1．1 玉米幼苗叶片锌、铁、铜、锰含量的变异分析

3．1．2 玉米幼苗叶片锌、铁、铜、锰含量的QTL分析

3．2．1 玉米籽粒构型的遗传变异分析

3．2．2 玉米籽粒构型的QTL分析

3．3 玉米籽粒与幼苗叶片锌铁铜锰含量的相关性分析

3．4 玉米籽粒锌铁铜锰含量与籽粒构型间的相关性分析

3．5 对供试材料的籽粒构型及锌铁含量的遗传改良

4 讨论

4．1 幼苗叶片与籽粒锌、铁、铜、锰含量遗传差异的一致性分析

4．2 幼苗叶片与籽粒锌、铁、铜、锰含量QTL分析

4．3 玉米籽粒构型性状QTL定位分析

4．4 籽粒锌、铁、铜、锰含量与籽粒构型性状、籽粒构型性状间的相关研究

5 结论

参考文献

作者简历

致谢