玉米雄穗分枝数目数量遗传分析及QTL定位

摘要

玉米是重要的粮食、饲料、经济作物，在国民经济中占有重要地位。玉米雄穗是重要的农艺性状，与玉米产量呈负相关。雄穗与雌穗竞争养分，较大雄穗会消耗更多养分，从而降低产量。雄穗分枝数可作为衡量雄穗大小的重要指标，分枝数目越多雄穗越大，养分消耗越多。玉米育种中，选择较小雄穗、较少雄穗分枝数目的品种已成为趋势。因此，研究雄穗分枝数目的遗传模型和遗传机理具有重要意义。
　　本试验选取具有较少雄穗分枝数目玉米自交系3237和玉米自交系1212构建六个世代，分析雄穗分枝数目的遗传模型和遗传效应。六个世代联合分析雄穗分枝数目最优遗传模型为E-3，符合两对加性主基因+加性-显性多基因模型;分离世代B1、B2、 F2世代主基因与多基因遗传率之和分别为71.7％、82.9％、62.6％，表明雄穗分枝数目主要受基因控制，环境影响较小，早代选择有效。
　　利用玉米自交系3237和1212组配回交分离群体，构建遗传连锁图谱，进行雄穗分枝数目QTL分析。选取多态性SSR标记114个构建连锁图谱，图谱全长1486.4cM，平均间距13.04cM。结合田间表型值和分子标记，检测雄穗分枝数目QTL位点。BC1群体在云南西双版纳1个环境，BC1S1家系群体分别在云南西双版纳、四川温江2个环境共检测到10个雄穗分枝数目QTL，分布于第2、3、5、7染色体，能够解释的表型贡献率在10.96％-33.18％之间。同一染色体上的QTL位点具有重叠区域，可看作是同一QTL。为雄穗分枝数目QTL精细定位和基因克隆提供了重要参考价值。
　　主效QTL雄穗分枝数目候选基因挖掘。第2染色体上的QTL稳定存在，贡献率较大，在此QTL位点挖掘雄穗分枝数目候选基因。分析得到7个与花发育相关基因，经过比较分析，认为GRMZM2G147241(G4)基因可能与雄穗分枝发育相关。在不同自交系间克隆测序分析此基因编码区，发现在自交系3237的编码区序列最短。为雄穗分枝数目相关基因挖掘提供了一些参考价值。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 玉米种植概述

1．2 玉米雄穗发育

1．3 雄穗分枝数目与产量的关系

1．4 雄穗分枝数目的数量遗传基础

1．5 雄穗分枝数目QTL定位研究进展

1．6 雄穗分枝数目相关基因研究进展

1．7 经典数量遗传分析方法

1．8 QTL定位法

1．8．1 QTL定位原理

1．8．2 QTL定位的分子标记

1．8．3 QTL定位的作图群体

1．8．4 QTL定位的统计分析软件和作图软件

1．8．5 QTL定位评价

2 研究的目的意义

3 材料与方法

3．1 试验材料及田间试验

3．2 六个世代遗传分析方法

3．2．1 24种遗传模型

3．2．2 遗传参数估计

3．3 QTL定位方法

3．3．1 DNA提取及浓度检测

3．3．2 SSR标记筛选

3．3．3 PCR产物聚丙烯酰胺凝胶电泳

3．3．4 遗传连锁图谱的构建

3．3．5 QTL定位分析

4 结果与分析

4．1 六个世代分析结果

4．1．1 六个世代表型分析

4．1．2 最优遗传模型的判断

4．1．3 最优遗传模型参数估计

4．2 QTL定位分析

4．2．1 DNA检测

4．2．2 多态性SSR标记筛选

4．2．3 连锁图谱构建

4．2．4 分离群体雄穗分枝数目表型鉴定

4．2．5 QTL定位结果

4．3 不同群体QTL定位验证

4．4 第2染色体主效QTL候选基因分析

4．5 GRMZM2G147241(G4)基因编码区序列分析

5 讨论

5．1 雄穗分枝数目数量遗传模型研究比较

5．2 雄穗分枝数目QTL定位研究比较

5．3 数量遗传模型与QTL定位结合分析

5．4 雄穗分枝数目候选基因分析

5．5 QTL定位在育种中的应用

参考文献

致谢