發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 12:09

　　 玉米是我國(guó)第一大糧食作物,用途廣泛,在保障國(guó)家糧食安全中起著重要作用。玉米產(chǎn)量主要由單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重三因素構(gòu)成。解析與產(chǎn)量因素相關(guān)農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ),對(duì)玉米遺傳改良,促進(jìn)玉米高產(chǎn)育種有重要的意義。利用以玉米骨干自交系Mo17為受體親本,大芻草MT1(Zea mays ssp.mexicana)為供體親本構(gòu)建的高世代回交群體,對(duì)玉米第2染色體短臂上的穗行數(shù)主效QTL和雄穗分枝數(shù)主效QTL展開(kāi)精細(xì)定位,為玉米穗行數(shù)和雄穗分枝數(shù)QTL的克隆和分子機(jī)理研究奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),利用實(shí)驗(yàn)室前期以玉米骨干自交系B73和糯玉米地方種四路糯自交系SICAU1212為親本構(gòu)建的RIL群體,對(duì)玉米植株8個(gè)葉位的葉夾角、葉寬和葉長(zhǎng)性狀進(jìn)行QTL定位,為實(shí)現(xiàn)不同冠層水平上進(jìn)行玉米理想株型設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)主要結(jié)果如下:1.通過(guò)對(duì)Mo17×MT1的BC_3F_2代導(dǎo)入系群體的篩選,鑒定到一份穗行數(shù)與受體親本Mo17有顯著差異的導(dǎo)入系729。通過(guò)利用729自交衍生得到的BC_3F_3和BC_3F_(3:4)群體在第2染色體短臂檢測(cè)到兩個(gè)連鎖的穗行數(shù)QTL,分別命名為qKRN2.1和qKRN2.2,其中qKRN2.1定位在標(biāo)記M11和M13之間,染色體區(qū)間3 Mb,qKRN2.2定位在標(biāo)記M17和M18之間,染色體區(qū)間8 Mb,增效基因都來(lái)自于Mo17;通過(guò)構(gòu)建sub-NILs對(duì)穗行數(shù)QTL進(jìn)行效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn),qKRN2.1和qKRN2.2同時(shí)存在時(shí)能使Mo17穗行數(shù)降低約2.5行,qKRN2.1單獨(dú)存在時(shí)能使穗行數(shù)降低約1.0行,qKRN2.2單獨(dú)存在時(shí)能使穗行數(shù)降低約1.0行。同時(shí)構(gòu)建了針對(duì)qKRN2.1的BC_3F_5群體,從1800粒的群體中篩選到28個(gè)交換單株,通過(guò)子代測(cè)驗(yàn),將qKRN2.1縮小在標(biāo)記M23和M27之間的區(qū)間內(nèi),物理距離約為288 kb,該區(qū)間內(nèi)包含17個(gè)基因。2.利用導(dǎo)入系729自交衍生的BC_3F_(3:4)群體第2染色體短臂檢測(cè)到一個(gè)雄穗分枝數(shù)主效QTL,命名為qTBN2.1,位于在標(biāo)記M1和M2之間,染色體區(qū)間2 Mb,增效基因來(lái)自MT1。通過(guò)在群體中選擇含有qTBN2.1片段的單株連續(xù)回交Mo17兩次,并自交一次,得到BC_5F_2群體。利用238個(gè)BC_5F_(2:3)進(jìn)行QTL重定位,發(fā)現(xiàn)qTBN2.1位于這一區(qū)間的分子標(biāo)記InDel-1和InDel-9之間,LOD=45.9,PVE=64.0%,加性效應(yīng)值為-1.51;同時(shí)篩選2000個(gè)單株的BC_5F_2群體,獲得76個(gè)重組單株。通過(guò)在云南和四川兩個(gè)環(huán)境下的子代測(cè)驗(yàn),將qTBN2.1定位于標(biāo)記InDel-4和InDel-5之間,兩者的物理距離約為5.5 kb,只包含一個(gè)基因。3.通過(guò)利用B73×SICAU1212為親本構(gòu)建的RIL群體,采用單環(huán)境QTL定位和聯(lián)合環(huán)境定位兩種策略,對(duì)玉米植株雄穗下連續(xù)8個(gè)節(jié)位的葉夾角、葉長(zhǎng)和葉寬性狀QTL定位,分別檢測(cè)到15、27和16個(gè)與葉夾角、葉寬和葉長(zhǎng)相關(guān)的QTL。其中,單個(gè)QTL的PVE(%)變異幅度為0.39%到24.77%,單個(gè)QTL控制的對(duì)應(yīng)性狀節(jié)位數(shù)變異幅度為1到8。例如,在這些檢測(cè)到的QTL中,qLA2-1同時(shí)控制所有8個(gè)節(jié)位的葉夾角,而qLA2-2只控制雄穗下第一葉的葉夾角(1stLA),檢測(cè)到控制單個(gè)節(jié)位葉夾角的QTL數(shù)變化范圍為4(7thLA)到11(1stLA),能解釋的表型變異率變異幅度為15.69%(8thLA)到51.73%(1stLA)。
【學(xué)位單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S513
【部分圖文】：

圖 2-1 導(dǎo)入系 729 和 Mo17 的穗行數(shù)比較-1 The comparison of kernel row number between 729 and Mo17N 表示單株數(shù)，**表示達(dá)到極顯著差異水平認(rèn)導(dǎo)入系 729 含有 MT1 的導(dǎo)入片段位置和數(shù)目，從片段代換系所用的分子標(biāo)記中選擇分布于玉米基因標(biāo)記（見(jiàn)附錄 1）對(duì)導(dǎo)入系 729 進(jìn)行基因型鑒定。結(jié)片段導(dǎo)入，分別位于第 2、3、6、8 和 9 染色體（如兩個(gè)片段導(dǎo)入，Mo17 背景恢復(fù)率達(dá)到 90%。此外，是純合 MT1 基因型外，其他的都是雜合基因型，所交后代 BC3F3群體用于 QTL 定位分析。

圖 2-2 729 的全基因組導(dǎo)入片段Figure 2-2 The graphic genotype showing the introgression segments of 729黑色表示 Mo17 基因型，藍(lán)色表示 MT1 基因型，紅色表示雜合基因型。Black boxe in the graphical genotype represents the genomic segments from Mo17, blue boxrepresents genomic segments from MT1, red box means heterozygote2.2.2 qKRN2 的定位和遺傳效應(yīng)分析導(dǎo)入系 729 單株自交獲得 BC3F3分離群體，包含 122 個(gè)單株，隨后各個(gè)單株自交得到 BC3F3：4群體。利用鑒定基因型所得到的標(biāo)記信息，同時(shí)在第 2 染色體短臂新加密了 12 個(gè)標(biāo)記（見(jiàn)表 2-1），構(gòu)建了第二染色體短臂的局部連鎖圖譜。利用 BC3F3單株穗行數(shù)表型數(shù)據(jù)進(jìn)行 QTL 定位，在第二染色體短臂定位到1 個(gè)穗行數(shù) QTL，命名為 qKRN2，基因組其他雜合區(qū)域并沒(méi)檢測(cè)到穗行數(shù) QTL

圖 2-3 BC3F3和 BC3F3：4群體中穗行數(shù) QTL 定位Figure 2-3 QTL analysis in BC3F3and BC3F3：4population表 2-3 穗行數(shù) QTL 定位結(jié)果Table 2-3 Parameters of the KRN QTL identified in BC3F3and BC3F3：4population群體 QTL 定位區(qū)間 LOD PVE(%) 加性效應(yīng)A顯性效應(yīng)D顯性度D/ABC3F3 qKRN2 M16-M17 11.44 37.4 0.80 -0.23 -0.28BC3F3:4qKRN2.1 M11-M13 9.78 31.76 0.49 -0.10 -0.20qKRN2.2 M17-M18 9.64 34.05 0.52 0.1 0.19為進(jìn)一步對(duì) qKRN2.1 和 qKRN2.2 位點(diǎn)進(jìn)行研究，，我們將 BC3F3群體中的不同類型的交換單株經(jīng)自交，同時(shí)借助分子標(biāo)記選擇，將這兩個(gè)位點(diǎn)分離，發(fā)展為不同類型的 sub-NILs，具體分為 4 種類型：1）同時(shí)包含 qKRN2.1 和 qKRN2.2；2）只包含 qKRN2.1；3）只包含 qKRN2.2；4）只包含已知基因 zfl2。2016 年 6月和 2017 年 1 月分別河南農(nóng)科院原陽(yáng)基地和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)西雙版納基地兩個(gè)環(huán)
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱富春;;召陵區(qū)夏玉米不抽雄穗的發(fā)生特點(diǎn)和防治措施[J];耕作與栽培;2012年02期

2 馬玉勝;花期玉米雄穗粉代替麩皮飼喂肉仔雞的效果[J];飼料研究;1997年12期

3 馬玉勝;張照喜;黃如山;;日糧中添加花期玉米雄穗粉飼喂肉仔雞的效果[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);1997年02期

4 劉大文;玉米雄穗性狀的遺傳分析[J];玉米科學(xué);1994年03期

5 王成;玉米增產(chǎn)新方法——去雄剪雄[J];新農(nóng)業(yè);1991年06期

6 高云霞,文麗萍,王振營(yíng),劉寶蘭,葉志華,宋彥英;玉米雄穗抗螟性離體鑒定技術(shù)[J];植物保護(hù);1991年03期

7 D.R.Pareddy;石春海;;玉米未成熟雄穗的離體培養(yǎng)[J];國(guó)外農(nóng)學(xué)-雜糧作物;1987年04期

8 林木;;玉米去雄能增產(chǎn)[J];資源開(kāi)發(fā)與保護(hù);1987年02期

9 郭驍才,張玉玲;二倍體多年生類玉米及其種間雜種幼雄穗的離體培養(yǎng) Ⅰ.不定芽的直接形成和植株再生[J];華北農(nóng)學(xué)報(bào);1988年04期

10 閆坤平;;玉米螟的防治[J];河南科技;1988年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 唐登國(guó);玉米穗行數(shù)、雄穗分枝數(shù)及葉片冠層結(jié)構(gòu)性狀的QTL定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 陸昊;玉米雄穗發(fā)育狀態(tài)自動(dòng)觀測(cè)中的圖像理解與分析[D];華中科技大學(xué);2018年

3 吳迅;玉米種質(zhì)的遺傳分化與雄穗相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ)解析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2016年

4 李亮;玉米雄穗響應(yīng)干旱脅迫的主要代謝途徑解析及耐旱SNAC基因篩選鑒別[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 令狐晶晶;玉米籽粒類胡蘿卜素相關(guān)產(chǎn)物和雄穗分枝數(shù)的遺傳分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 王錦江;制種玉米雄穗機(jī)械化抽取技術(shù)與裝置研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院;2016年

7 吳鵬昊;玉米生物誘導(dǎo)單倍體雄穗育性恢復(fù)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

8 錢創(chuàng)建;弱光導(dǎo)致玉米空桿的生理機(jī)制研究[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

9 翟立紅;玉米冠根和雄穗中microRNA及Argonaute基因表達(dá)的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

10 王寶寶;結(jié)合大重組自交系群體和超高密度分子標(biāo)記進(jìn)行玉米重要農(nóng)藝性狀的QTL定位[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李新河;玉米雄穗軸彎曲突變體的表型鑒定與基因定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 林靜;玉米第二染色體雄穗分枝數(shù)主效QTLqTBN2-2的精細(xì)定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 齊小芳;玉米9417雄穗形態(tài)學(xué)、生理學(xué)以及差異蛋白質(zhì)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

4 陳玲;兩個(gè)玉米雄穗大小候選基因的克隆及表達(dá)分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

5 周燕;玉米光溫敏無(wú)雄穗系植物激素含量動(dòng)態(tài)變化的研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 董曉秋;一個(gè)玉米雄穗軸發(fā)育突變體的形態(tài)鑒定和基因初步定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 丁帥濤;光溫敏無(wú)雄穗系玉米I17雄穗分化發(fā)育及雜種優(yōu)勢(shì)利用研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 白成銀;玉米雄穗分枝數(shù)的QTL定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 王迪;玉米花期及雄穗相關(guān)性狀的QTL定位與遺傳基礎(chǔ)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

10 陳正杰;玉米雄穗分枝數(shù)目數(shù)量遺傳分析及QTL定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2891395