玉米株型及產(chǎn)量相關(guān)性狀QTL定位與分析.pdf

1、玉米作為重要的糧食和飼料作物,如何最大程度的提高玉米產(chǎn)量是玉米育種的主要目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn),育種家把創(chuàng)制耐密型玉米新品種作為主要的育種方向,強(qiáng)調(diào)株型育種是提高群體光能利用及協(xié)調(diào)群體與個體之間矛盾的重要性。為此,本研究利用緊湊型玉米自交系豫82和松散型自交系豫自87.1組配構(gòu)建的F2-3家系群體為材料,通過對株型性狀及產(chǎn)量相關(guān)性狀在多個環(huán)境下進(jìn)行表型鑒定,分析其遺傳特點(diǎn),并利用已構(gòu)建的遺傳圖譜對各性狀進(jìn)行OTL定位和基因效應(yīng)分析。主要研

2、究結(jié)果如下:
　　 1、以254個F2單株為作圖群體,利用191個共顯性SSR標(biāo)記,構(gòu)建了覆蓋玉米全基因組的分子標(biāo)記遺傳圖譜。圖譜總長度為1827.6cM,標(biāo)記平均間距9.52cM。本研究用于定位的191各標(biāo)記中,有170個位點(diǎn)等位基因頻率分布符合1:2:1的分離,21個表現(xiàn)為偏分離,占11.00％。其中,8個(占38.09％)偏向雜合體,7個(占33.33％)偏向豫82,6個(28.57％)偏向于豫87.1。從分布上看,偏分離

3、位點(diǎn)主要分布在第2、4、5、6、7、9和10染色體上。其中,第7染色體上檢測到一個較大的偏分離區(qū)域,它覆蓋了Bin(7.00-7.03)區(qū)域。
　　 2、以254個F2:3家系為材料在三個環(huán)境下進(jìn)行田間表型鑒定,結(jié)合已構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜,采用符合區(qū)間作圖法,對8個株型相關(guān)性狀和6個產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行OTL定位,共檢測到163個QTL,單個QTL所揭示的表型變異在2.61％-34.21％之間。其中,在多個環(huán)境下都檢測到且貢獻(xiàn)率在10

4、％以上的QTL與葉長有關(guān)的2個qLL3a和qLL5分別位于unic1030-umc2127和ninc1679-bnlg1879的區(qū)間內(nèi)；與葉夾角有關(guān)的2個qLA1和qLA3a,分別位于umc2383-bnlg1484和umc2383-bnlg1484的區(qū)間內(nèi)；與葉相值有關(guān)的2個qLDV1b和qLOV2a,分別位于umc2096-umc2217和。bnlg1297-bnlg1017的區(qū)間內(nèi)；與株高相關(guān)的3個qPH3a、qPH4和qPHSb

5、分別位于umc1030-umc2127、bnlg1126-umc1550和bnlg1879-bnlg278:與穗位高有關(guān)的1個qEH1a位于umc2383-bmc22389之間。此外,在多環(huán)境下還檢測到且貢獻(xiàn)率在10％以下QTL與葉寬有關(guān)的qUW1b、qLW4,與葉向值有關(guān)的qLOV3和與穗位高有關(guān)的qEH3a。
　　 3、不同性狀所檢測到QTL作用方式有所不同,加性、部分顯性、完全顯性和超顯性均有表達(dá)。株型相關(guān)的QTL中,25

6、.84％表現(xiàn)為加性效應(yīng),54.35％表現(xiàn)為部分顯性效應(yīng),7.9％表現(xiàn)為顯性效應(yīng),11.88％表現(xiàn)為超顯性效應(yīng)。產(chǎn)量相關(guān)QTL中,27.42％表現(xiàn)為加性效應(yīng),54.84％表現(xiàn)為部分顯性效應(yīng),8.06％表現(xiàn)為顯性效應(yīng),9.68％表現(xiàn)為超顯性效應(yīng)。因此,部分顯性和加性效應(yīng)是玉米株型和產(chǎn)量相關(guān)性狀的主要基因作用方式。
　　 4、對主效QTL的互作分析表明,主效QTL與環(huán)境互作效應(yīng)不顯著,說明株型、產(chǎn)量相關(guān)性狀所定位到的主效QTL受環(huán)境影

7、響較小。兩位點(diǎn)上位性互作分析共檢測到12對互作QTL。AA、AD/DA和DD4種互作形式具有表達(dá)。上位陛互作涉及到的位點(diǎn)均發(fā)生在沒有顯著效應(yīng)的位點(diǎn)之間,且揭示的表型變異較小,說明上位性對玉米株型和產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳中占有一定的比例,但作用較小。
　　 5、株型相關(guān)性狀QTL分布位點(diǎn)具有一些重疊區(qū)域,例如第1染色體的1.02-1.03位點(diǎn)(qLA1、qLOV1b、qEH1a)和第三染色體的3.03—3.04(qLL3a、qLOV3