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普通×爆裂玉米RILs构建及主要性状QTL分析

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第一章文献综述

1.1 QTL定位原理与方法

1.1.1 遗传图谱的构建

1.1.2 QTL定位方法

1.1.3 QTL上位性效应分析

1.1.4 多性状联合分析

1.1.5 QTL精细定位

1.2 QTL克隆与功能分析

1.2.1 QTL克隆方法

1.2.2 QTL功能分析方法

1.3 分子标记辅助选择及其应用

1.3.1 分子标记辅助选择的原理和方法

1.3.2 分子标记辅助选择在作物遗传育种中的应用

1.4 爆裂玉米数量性状遗传研究概况

1.4.1 膨爆特性

1.4.2 其它主要农艺性状

1.5 本研究的目的和意义

第二章普通×爆裂玉米RIL群体SSR遗传图谱构建

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2 DNA的提取

2.1.3 SSR分析

2.1.4 SSR分子标记分析方法

2.1.5 标记的偏分离分析

2.1.6 分子标记遗传连锁图谱的构建

2.2 结果与分析

2.2.1 RIL群体基因型分析

2.2.2 SSR分子标记偏分离统计

2.2.3 连锁图谱的构建

2.3 讨论

2.3.1 玉米遗传作图群体的主要类型及特点

2.3.2 本研究构建RIL群体的特点及应用价值

2.3.3 分子标记偏分离及其对遗传作图的影响

第三章玉米膨爆特性QTL分析

3.1 材料与方法

3.1.1 实验材料与田间种植

3.1.2 膨爆特性指标测试

3.1.3 表型数据分析和QTL定位

3.2 结果与分析

3.2.1 RIL群体膨爆特性的表现、遗传力及其相关

3.2.2 膨爆特性QTL定位

3.2.3 不同膨爆特性QTL联合分析

3.3 讨论

3.3.1 爆裂玉米膨爆特性的数量遗传特点及对立效应QTL

3.3.2 RIL群体与F2:3 和BC2F2 群体定位膨爆特性QTL比较

3.3.3 与以往其他研究定位膨爆特性QTL比较

第四章玉米穗粒性状QTL分析

4.1 材料与方法

4.1.1 材料与遗传图谱

4.1.2 田间试验和穗粒性状考查

4.1.3 表型数据分析和QTL.定位

4.2 结果与分析

4.2.1 RIL群体穗粒性状的表现、遗传力及其相关

4.2.2 穗粒性状QTL定位

4.2.3 主要穗粒性状QTL联合分析

4.3 讨论

4.3.1 RIL群体与F2:3 及BC2F2群体穗粒性状定位QTL比较

4.3.2 与以往其它研究穗粒性状QTL定位结果比较

第五章玉米籽粒营养品质性状QTL分析

5.1 材料与方法

5.1.1 材料与遗传图谱

5.1.2 田间试验和品质性状考察

5.1.3 表型数据分析和QTL定位

5.2 结果与分析

5.2.1 RIL群体籽粒营养品质性状的表现、遗传力及其相关

5.2.2 籽粒营养品质性状QTL定位

5.2.3 籽粒营养品质性状QTL联合分析

5.3 讨论

5.3.1 玉米籽粒营养品质性状的数量遗传特点

5.3.2 RIL群体与F2 :3 和BC2F2 群体定位籽粒营养品质性状QTL比较

5.3.3 与以往其它研究籽粒营养品质性状QTL定位结果比较

第六章玉米植株性状QTL分析

6.1 材料与方法

6.1.1 材料与遗传图谱构建

6.1.2 田间试验和植株性状调查

6.1.3 表型数据分析和QTL定位

6.2 结果与分析

6.2.1 RIL群体植株性状的表现、遗传力及其相关

6.2.2 植株性状QTL定位

6.2.3 多性状联合分析

6.3 讨论

6.3.1 玉米植株性状的数量遗传研究

6.3.2 RIL群体与F2:3 和BC2F2群体定位植株性状QTL比较

6.3.3 与以往定位株高、茎粗和叶面积QTL的比较

参考文献

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摘要

爆裂玉米是一种专门用来制作玉米花系列休闲食品的专用型玉米,在休闲食品工业具有独特的应用价值。膨爆特性和产量等主要育种目标性状都是由多基因控制的复杂数量性状,虽然国内外遗传育种学家在爆裂玉米种质创新和主要性状传统数量遗传方面进行了比较全面的系统研究,但利用爆裂玉米种质对主要性状开展有关分子数量遗传研究较少。本研究以普通玉米自交系丹232与优良爆裂玉米自交系N04杂交构建的含有258个家系的F9代重组近交系(RILs)为材料,利用SSR分子标记构建高密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法,以排列测验1000次所得LOD值作为阈值,对RIL群体的3个膨爆特性指标、8个穗粒性状、4个籽粒营养品质性状和9个植株性状进行3种环境条件下及合并分析的QTL定位和效应分析,采用多区间作图法分析定位QTL间的上位效应,采用多性状联合分析的复合区间作图法对膨爆特性指标间、主要穗粒性状间、主要籽粒营养品质性状间以及主要植株性状间进行了多性状联合QTL分析,探讨各性状的分子遗传机制及其间的遗传关系,同时与以往利用相同亲本构建的F2:3和BC2F2群体的定位结果进行比较,筛选具有环境和世代稳定性的关键QTL,为进一步开展分子标记辅助选择、QTL精细定位和克隆以及其他相关研究提供更为可靠的理论依据和材料平台。 本研究主要实验和研究结果如下: 1、选用覆盖玉米基因组的723对SSR引物对两个亲本N04和丹232进行多态性检测,获得212个共显性标记位点,占29.32%。利用Mapmaker3.0作图软件构建的分子标记连锁图包括207个共显性标记,图谱总长度为2408.80 cM,相邻两标记间的平均距离为11.64cM。 2、RIL群体3个膨爆特性指标、8个穗粒性状、4个籽粒营养品质性状和9个植株性状中除膨化倍数和穗上位叶片数外,其余各性状均表现出超双亲分离;各性状均呈连续正态分布;大多数性状家系、环境及家系与环境互作均存在显著或极显著差异;各膨爆特性、穗粒性状、籽粒营养品质性状、植株性状的遗传力均较大,分别为0.90~0.92、0.83~0.94、0.67~0.93.0.80~0.96。 3、3种环境条件下及合并分析共检测到27个与3个膨爆特性指标相关的QTL,单个QTL的贡献率为4.43%~20.95%,其中qPF-1-1、qPV-7-1和qPR-1-13个QTL在3种环境条件下及合并分析均被检测到,具有环境稳定性,7个QTL的贡献率大于10%;12对QTL或标记区间存在上位性互作效应;qPF-1-1、qPF-2-1、qPF-6-2、qPV-1-1、qPV-6-1、qPR-1-1、qPR-6-1和qPR-6-28个QTL利用F2:3群体也定位到,qPF-2-1和qPV-6-1 QTL利用BC2F2群体也定位到,具有世代稳定性。 4、3种环境条件下及合并分析共检测到87个与8个穗粒性状相关的QTL,单个QTL的贡献率为3.93%~24.59%,其中qGW-10-1、qGWP-4-1、qGWP-4-2、qGWP-10-1、q100GW-1-1、q100GW-5-1、q100GW-7-1、qEL-1-1、qEL-1-2、qED-1-1、qERN-4-1、qERN-9-1和qKR-4-113个QTL在3种环境或两种环境条件下及合并分析均被检测到,具有环境稳定性,39个QTL的贡献率大于10%;35对QTL或标记区间存在上位性互作效应;q100GW-5-1、q100GW-7-1、qEL-3-1、qED-10-2、qERN-4-1和qERN-10-16个QTL利用F2:3群体也定位到,q100GW-5-1、qEL-3-1和qED-10-13个QTL利用BC2F2群体也定位到,q100GW-5-1和qEL-3-1 QTL利用F2:3和BC2F2群体均定位到,具有世代稳定性,q100GW-5-1同时具有环境和世代稳定性。 5、3种环境条件下及合并分析共检测到52个与4个籽粒营养品质相关的QTL,单个QTL的贡献率为4.10%~16.80%,其中qCP-3-1、qCP-4-1、qCT-3-1、qCT-4-1、qCT-5-2、qCT-9-1、qCF-1-1和qLS-3-1和8个QTL在3种环境或两种环境条件下及合并分析均被检测到,具有环境稳定性,16个QTL的贡献率大于10%;18对QTL或标记区间存在上位性互作效应;qCP-4-1、qCP-6-1、qCT-3-1和qCT-4-14个QTL利用F2:3群体也定位到,qCP-6-1、qCT-3-1和qCF-7-23个QTL利用BC2F2群体也定位到,qCP-6-1和qCT-3-12个QTL利用F2:3和BC2F2群体均定位到,具有世代稳定性,qCT-3-1同时具有环境和世代稳定性。 6、3种环境条件下及合并分析共检测到180个与9个植株性状有关的QTL,单个QTL的贡献率为3.86%~28.40%,其中qSD-5-2、qPH-1-2、qPH-4-1、qPH-5-1、qPH-7-1、qPH-8-3、qEH-1-1、qEH-3-2、qEH-5-1、qEH-10-1、qTH-5-2、qTH-7-1、qTH-8-1、qTHPH-1-1、qTHPH-10-1、qLNE-5-3、qLNE-6-1、qLA-2-1、qLA-2-2、qLA-4-1、qLA-7-1、qLA-7-3、qLA-8-2、qTL-7-1、、qTL-8-2、qTB-4-1和qTB-8-127个QTL在3种环境或两种环境条件下及合并分析均被检测到,具有环境稳定性,66个QTL的贡献率大于10%;54对QTL或标记区间存在上位性互作效应;qPH-7-1、qPH-7-2、qPH-8-3、qPH-9-1、qEH-3-2、qTH-8-1、qTHPH-3-1、qTHPH-3-2、qLNE-3-4、qLNE-5-2、qLA-4-1、qLA-7-2、qLA-8-2、qTL-6-1和qTB-10-115个QTL利用F2:3群体也定位到,qPH-1-2、qPH-8-3、qTH-1-1、qTH-7-1、qTH-8-1、qTHPH-3-1、qTHPH-10-1、qTL-4-3、qTL-8-2和qTB-10-110个QTL利用BC2F2群体也定位到,qPH-8-3、qTH-8-1、qTHPH-3-1和qTB-10-14个QTL利用F2:3和BC2F2群体均定位到,具有世代稳定性,qPH-8-3、qTH-8-1和qTHPH-3-13个QTL同时具有环境和世代稳定性。 7、RIL群体的各类性状间不同环境条件下呈比较一致的相关关系;3个膨爆特性指标间、百粒重与穗行数和行粒数间、株高与穗位高和顶高间以及脂肪含量与蛋白含量间均呈极显著正相关,淀粉含量与蛋白含量呈极显著负相关;对呈显著的性状进行多性状联合QTL分析,共检测到256个多性状QTL,其中新检测到131个QTL。位于多条染色体上控制相关性状的QTL存在紧密连锁或一因多效。

著录项

  • 作者

    张中伟;

  • 作者单位

    河南农业大学;

  • 授予单位 河南农业大学;
  • 学科 作物遗传育种
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 李玉玲;
  • 年度 2009
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 S513.03;
  • 关键词

    爆裂玉米; 休闲食品; 普通玉米; 多态性检测;

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