玉米自交系苗期抗旱性鉴定及产量相关性状QTL定位

摘要

我国玉米主产区在每年的春夏季都会受到干旱的严重影响，因此干旱是限制玉米苗期生长及产量生产最重要的非生物胁迫因子。选育和鉴定抗旱种质资源，提高玉米品系苗期的抗旱水平，已成为玉米育种者的一项主要任务。提高产量是我国玉米育种的首要目标，穗部是玉米产量的重要组成部分。利用分子标记技术对玉米产量相关的穗部性状进行QTL定位，可以为高产育种提供理论依据。
　　 本研究以100份玉米自交系为材料，利用20％聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟干旱胁迫环境，测定苗期株高、茎粗、游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量以及过氧化物酶(POD)活性五项指标，以各性状值的抗旱系数为基础，采用模糊隶属函数法，主成分分析以及聚类分析，进行抗旱等级评价。选择在抗旱性和穗部性状存在较大差异的自交系郑22和丹599为亲本，构建了173个F2∶3家系，基于该F2∶3群体对玉米10个产量相关性状（株高、穗长、穗粗、轴粗、穗行数、行粒数、百粒重、容重、单穗重、单穗粒重）进行QTL分析;采用复合区间作图法，对产量各相关性状做QTL定位分析。通过上述研究，获得的主要结果如下:
　　 1、本研究以100份玉米自交系为材料，利用20％聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟干旱胁迫环境，将100份玉米自交系分为五个抗旱等级，其中极抗旱材料32个，强抗旱材料22个，中等抗旱材料31个，弱抗旱材料13个，极弱抗旱材料2个。
　　 2、以郑22×丹599为亲本构建的F2∶3群体为作图群体，拟合96个SSR标记引物，构建了14个遗传连锁群，不均等的分布在1到8号染色体上，构建图谱总长1241.7cM，平均距离为15.0 cM。与10个表型性状相结合，在邯郸和保定两个环境下共检测到相关QTL38个。邯郸地区29个，保定地区9个，单个QTL的表型贡献率为0.01％～31.97％不等。其中，涉及到百粒重8个，容重6个，穗粗、穗长、株高的QTL各4个，轴粗、穗行数、单穗重、各检测到相关QTL3个，行粒数2个，单穗粒重检测到1个。以表型贡献率大于10％为主效QTL，则共检测到的主效QTL为21个。
　　 3、检测到8个QTL富集区。定位于第1、2、3、4、6、7染色体上的22个QTL形成8个QTL富集区，且各性状表型贡献率最大的QTL均位于QTL富集区内。8个QTL富集区所包含的QTL数目占所检测到的QTL总数的57.9％;54.5％的主效QTL定位在QTL富集区内。各QTL富集区所涉及的性状间存在极显著相关，说明这些QTL富集区可能存在一因多效现象。

目录

声明

摘要

本文所用缩略词及中文对照

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．2 玉米自交系苗期抗旱性研究现状

1．2．1 苗期抗旱性鉴定方法

1．2．2 玉米苗期抗旱性鉴定指标

1．2．3 玉米抗早性的数量分析方法

1．3 QTL分析

1．3．1 QTL定位原理

1．3．2 定位方法

1．3．3 作图群体

1．3．4 产量、株型等相关性状QTL研究现状

1．4 立题意义与技术路线

1．4．1 研究意义和研究路线

1．4．2 技术路线

第二章 不同玉米自交系苗期抗旱性鉴定

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．1．3 测定项目与方法

2．1．4 数据处理与统计分析

2．2 结果与分析

2．2．1 抗旱系数

2．2．2 主成分分析

2．2．3 聚类分析

2．3 讨论

2．3．1 综合分析

2．3．2 抗旱性鉴定

第三章 玉米产量相关性状的QTL定位

3．1 材料和方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 群体构建

3．1．3 性状调查

3．1．4 群体单株SSR标记型鉴定

3．1．5 SSR标记结果与分析

3．1．6 数据分析

3．2 结果与分析

3．2．1 表型分析

3．2．2 性状相关性分析

3．2．3 图谱构建

3．2．4 QTL分析

3．2．5 不同环境下检测到的QTL

3．2．5 同一染色体区域内不同性状的QTL

3．2．6 QTL的基因效应

3．3 讨论

3．3．1 QTL的分布特点

3．3．2 环境与产量QTL

3．3．3 产量性状QTL的精细定位与分子标记辅助育种

3．3．4 影响QTL检测结果的因素

第四章 结论

参考文献

附录

附录A

附录B

附录C

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢