玉米耐旱QTL定位和遺傳分析.pdf

1、玉米是重要的糧食、飼料和工業(yè)原料作物。在我國它是第二大作物，每年種植面積約2400萬公頃，總產(chǎn)量約1.15億噸，在國民經(jīng)濟特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。 干旱是玉米各生長發(fā)育期經(jīng)常遇到的非生物逆境，也是當(dāng)今世界玉米生產(chǎn)面臨的首要問題。中國玉米主要分布在北方旱作區(qū)和南方山地，許多玉米產(chǎn)區(qū)缺少可靠的灌溉條件，每年因干旱造成玉米減產(chǎn)10％-15％左右，重者達20％-30％。干旱已成為我國玉米生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素。選育優(yōu)良

2、的耐旱玉米雜交種是當(dāng)前玉米遺傳育種的重要目標之一。 玉米耐旱性是受多基因控制的數(shù)量性狀，采用傳統(tǒng)的育種方法進行玉米耐旱育種效率較低。本研究以我國推廣面積最大，并具有廣泛生態(tài)適應(yīng)性和較強耐旱性的優(yōu)良玉米自交系X178和美國玉米帶堅桿綜合種類型優(yōu)良自交系B73為試材，配制F2作圖群體，在干旱脅迫與非脅迫條件下，于山西臨汾和海南三亞兩地，調(diào)查F3家系田間抗旱相關(guān)性狀的表型，對開花期、產(chǎn)量以及株高和穗位高與耐旱性相關(guān)的QTL進行了定位和

3、遺傳分析，討論了不同遺傳背景的作圖群體所定位玉米耐旱QTL的一致性和QTL之間的互作對耐旱性的影響。旨在定位玉米成株期與耐旱性有關(guān)的數(shù)量性狀位點(QTL)，分析它們的遺傳效應(yīng)，為玉米耐旱性狀的分子標記輔助選擇提供遺傳學(xué)理論依據(jù)和分子標記。獲得的主要結(jié)果如下： 1.利用121對SSR引物構(gòu)建了覆蓋玉米基因組1379.5cM的分子標記連鎖圖，平均圖距11.4cM，最小圖距1.3cM，最大圖距35.7cM。其中第1染色體有15個標記，

4、第2染色體13個，第3染色體13個，第4染色體14個，第5染色體9個，第6染色體12個，第7染色體11個，第8染色體14個，第9染色體13個，第10染色體7個?；诜肿訕擞浥帕许樞蚝烷g距的比較，本實驗構(gòu)建的連鎖圖譜與目前國際上發(fā)表的高密度的SSR圖譜非常一致。 2.多態(tài)性引物中有12.4％的引物在F2群體中出現(xiàn)偏分離。找到了一些偏分離的熱點區(qū)域，進一步討論了偏分離對確定QTL的位置和效應(yīng)的影響。 3.正常灌溉條件下檢測到

5、散粉期QTL6個，共解釋46.0％的性狀變異，單個QTL的貢獻率為3.2％-22.5％；吐絲期QTL6個，可解釋49.1％的性狀變異，單個QTL的貢獻率為3.4％-25.9％；ASIQTL4個，可解釋34.1％的性狀變異，單個QTL的貢獻率為5.6％-11.2％；與產(chǎn)量有關(guān)的QTL3個，可解釋29.0％的表型變異；百粒重QTL5個，可解釋30.5％的表型變異；穗粒數(shù)QTL，有4個，可解釋24.2％的表型變異；穗粒重QTL3個，可解釋18

6、.2％的表型變異；穗重QTL3個，可解釋20.8％的表型變異；結(jié)穗率QTL5個，可解釋53.7％的表型變異；穗軸重QTL1個，解釋7.2％的表型變異；15個株高QTL和11個穗位QTL。 4.干旱條件下檢測到散粉期QTL9個，可解釋70.9％的性狀變異，單個QTL的貢獻率為3.0％-26.9％；吐絲期的QTL6個，可解釋57.3％的性狀變異，單個QTL的貢獻率為2.9％-31.7％；ASIQTL6個QTL，可解釋50.9％的性狀

7、變異，單個QTL的貢獻率為4.8％-11.8％；產(chǎn)量QTL1個，可解釋13.8％的表型變異；百粒重QTL5個，可解釋28.1％的表型變異；穗粒數(shù)QTL2個，可解釋15.7％的表型變異；穗粒重QTL1個，可解釋5.2％的表型變異；穗重QTL4個，可解釋21.1％的表型變異；結(jié)穗率QTL2個，可解釋38.5％的表型變異；穗軸重QTL6個，可解釋37.8％的表型變異；16個株高QTL和10個穗位高QTL。 5.比較干旱脅迫與非脅迫條件

8、下定位結(jié)果，共找到38個QTL與玉米的耐旱性有關(guān)。這些QTL包括6個散粉期QTL、2個吐絲期QTL、4個ASIQTL、1個產(chǎn)量QTL、4個百粒重QTL、1個穗粒數(shù)QTL、5個穗軸重QTL、1個穗粒重QTL、3個穗重QTL、1個結(jié)穗率QTL、5個株高QTL和6個穗位高QTL。 6.雙向方差分析結(jié)果表明上位性對株高有顯著影響。在正常水分條件下，臨汾和三亞分別檢測到有17對和38對互作位點對株高有顯著影響。脅迫條件下，在臨汾和三亞分別