玉米籽粒產(chǎn)量相關(guān)性狀QTL qKW7的精細(xì)定位.pdf

1、玉米籽粒性狀是決定玉米產(chǎn)量的重要因素。粒重作為產(chǎn)量的構(gòu)成要素之一，與籽粒大小密切相關(guān)，因此研究粒重、粒形的遺傳機(jī)制，對于高產(chǎn)分了設(shè)計(jì)育種及優(yōu)良新品種的培育具有重要的理論參考價(jià)值。本研究以骨干玉米自交系掖478和黃早四構(gòu)建的F2∶3家系和重組自交系群體(RIL)的定位結(jié)果為基礎(chǔ)，選取玉米粒重粒寬主效QTL qKW7為靶標(biāo)，通過多代回交構(gòu)建目標(biāo)區(qū)段的人工作圖群體，對其進(jìn)行精細(xì)定位，同時(shí)利用含627份玉米自交系的關(guān)聯(lián)分析群體進(jìn)行區(qū)域性關(guān)聯(lián)分析

2、，發(fā)掘粒重、粒寬相關(guān)的候選基因。主要研究結(jié)果如下:
　　1.以掖478×黃早四構(gòu)建的F2∶3及RIL群體的初定位結(jié)果為基礎(chǔ)，選取在多環(huán)境下穩(wěn)定表達(dá)的一致性主效粒重、粒寬QTL各7個(gè)，以掖478為供體親本，黃早四為輪回親本構(gòu)建BC3F1群體對粒重、粒寬主效QTL進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在7個(gè)粒重相關(guān)的主效QTL中，位于第7染色體的qKW7的貢獻(xiàn)率最大，可解釋的粒重表型變異為12.24％，同時(shí)qKW7對粒寬的貢獻(xiàn)也較大，貢獻(xiàn)率達(dá)6.18％。

3、為了確定qKW7所在區(qū)段，利用第7染色體上的13個(gè)多態(tài)性SNP標(biāo)記對RIL群體進(jìn)行粒重、粒寬QTL定位，結(jié)果在標(biāo)記MZA7374-161(85Mb)與MZA8541-27(120Mb)之間定位到一個(gè)同時(shí)與粒重、粒寬顯著相關(guān)的QTL qKW7，LOD值分別為3.34和6.60，可解釋的表型變異分別為10.77％和20.22％。
　　2.利用BC3F2群體，將qKW7定位到標(biāo)記IDP872和7C-6之間大小為10Mb的區(qū)間內(nèi)，該QTL

4、可以解釋粒寬變異的11.41％，其側(cè)翼標(biāo)記與粒重的顯著P值分別為1.19×10-3和7.16×10-3。隨后，利用BC3F3群體，qKW7被定位到標(biāo)記7B-7和7B-6之間大小為5Mb的區(qū)段內(nèi)，可解釋粒重變異的15.55％，其側(cè)翼標(biāo)記與粒寬也極顯著相關(guān)，顯著P值分別為5.48×10-7和3.03×10-7。另外，在擴(kuò)大的BC3F4群體中，采用一般線性模型(GLM)將qKW7縮小到2.1Mb的區(qū)間內(nèi)，通過不同交換類型的比較分析，最終將qK

5、W7定位到647Kb的范圍內(nèi)，該區(qū)段包含四個(gè)候選基因。
　　3.選用包含627份多樣性玉米自交系的自然群體為材料，根據(jù)qKW7連鎖分析的結(jié)果對粒重和粒寬進(jìn)行區(qū)段關(guān)聯(lián)分析。籽粒性狀特征分析表明，百粒體積(HKV)與百粒重(HKW)存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，且HKV對HKW表型變異的貢獻(xiàn)高達(dá)78％。針對不同雜種優(yōu)勢群的籽粒性狀特征分析表明，粒寬(KW)對HKV的貢獻(xiàn)率在瑞德、旅大紅骨、蘭卡斯特和P群中均為最人，貢獻(xiàn)率在54％-71％。而在

6、塘四平頭類群中，粒厚(KT)和粒長(KL)的貢獻(xiàn)率分別為45％和22％。候選區(qū)段關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示，在P=0.001水平上，共檢測到3個(gè)QTNs同時(shí)與粒重和粒寬極顯著相關(guān)，其中最顯著的SNP(PZE-107058976)與粒重的顯著性P值為1.95×10-4，可解釋表型變異的3.4％;與粒寬的顯著性P值為1.63×10-7，可解釋表型變異的4.2％。該QTN位于qKW7連鎖分析的區(qū)間內(nèi)，結(jié)合連鎖不平衡(LD)分析和生物信息學(xué)分析結(jié)果鑒定出