發(fā)布時間：2017-12-14 12:02

  本文關鍵詞：玉米莖稈品質(zhì)和株型相關性狀的倍性效應及遺傳構成研究

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【摘要】：通過單倍體誘導和加倍產(chǎn)生的DH系在玉米遺傳研究和實際育種中越來越廣泛,因此理解DH和單倍體群體性狀的特征及相關性十分必要。玉米莖稈作為植株形態(tài)的重要部分,控制著水分和營養(yǎng)的運輸,影響玉米的倒伏抗性和飼料品質(zhì)。理想的株型可使玉米在整個生長過程中,能夠充分的捕獲和利用光能,達到單位面積玉米產(chǎn)量最大化,因此解析莖稈品質(zhì)和株型相關性狀的遺傳構成具有指導意義。本研究利用DH技術構建了ZD958來源的DH系群體及對應單倍體群體,通過2年3點的多環(huán)境試驗,分析了不同倍性群體中莖稈品質(zhì)和株型性狀的表型特征,相關性以及QTL表達的遺傳特性,為今后利用DH系和單倍體群體進行遺傳理論研究和實際的玉米育種工作提供依據(jù),本論文主要研究結果如下：1.利用玉米芯片MaizeSNP3K對ZD958來源的DH系群體的181個DH系進行基因型檢測,經(jīng)過最小等位基因頻率(0.05)、缺失率(20%)的質(zhì)量控制,利用1138個多態(tài)性SNP標記構建了遺傳圖譜,該圖譜總長度為1426.83 cM,標記間的平均距離為1.26cM。2.在DH系和單倍體群體中,28個性狀均具有廣泛的變異,基因型對性狀影響極顯著,性狀表現(xiàn)中到高的遺傳力0.49-0.96,說明這些性狀在兩個群體中的表型變異主要受遺傳控制,可進行QTL分析。3.28個性狀在DH系和單倍體群體間的表型相關系數(shù)為0.43-0.76。RPR與IVDMD, WC,CP和WSC極顯著負相關,與FW, ADF, NDF, Cel極顯著正相關。兩個群體中RPR與Lig無顯著相關。IVDMD與WC, ADF, NDF, Cel極顯著負相關,與Lig, CP和WSC極顯著正相關。IUE-ID與PEH、FIAG-IL之間無顯著相關,其余株型性狀間均為極顯著正相關。DH系和單倍體群體對比,性狀間相關的正負性不變,性狀間的相關系數(shù)發(fā)生變化。兩個群體中共檢測到與上述性狀有關的QTL185個,DH系和單倍體群體中分別檢測到107個和78個QTL,單個QTL能夠解釋的遺傳變異分別為1.6%-29.30%和4.9%-24.10%,其中能解釋表型變異大于10%的有54個,分布于染色體的1.04-1.09bin, 1.11bin,2.02-2.03bin, 3.05bin,3.08bin,5.01-5.03bin,5.05bin,6.01bin,6.03-6.04bin,7.00bin,7.03-7.05bin和8.04-8.05bin上。兩個群體間存在33個共同的QTL。對于存在顯著相關的不同性狀,部分QTL為完全重合或緊密連鎖。4.在RPR和IVDMD初步定位基礎上,提取位于2.02bin,5.05bin和8.05bin的QTL區(qū)間內(nèi)的基因,根據(jù)這些基因的預測功能,將參與木質(zhì)素、纖維素合成的關鍵基因作為候選基因-PAL, COMT, ccoAOMT, CCR, CAD, CesAll和CesA12。乳熟期和蠟熟期,比較基因在親本自交系、單倍體中表達情況得出,單倍體中大部分基因表達量提高了0.62-14.06倍,推測基因表達的劑量補償機制為性狀在不同倍性群體間能檢測到共同QTL的內(nèi)在主要原因之一。5.本研究比較8個株型性狀在不同倍性群體中的PG_TS和PG-GS得出,兩個群體中均可利用GS對PHT,PEH和IUE-IL進行選擇；利用以QTL為基礎的MAS選擇方法對FIAG-IL,IUE-ID和LL進行選擇效果較好；對于FIAG-ID和LW,群體倍性對兩種選擇方式效率有較大影響。因此,選擇育種方式過程中,應綜合考慮性狀、標記密度,QTL效應和群體類型等因素。6.在兩個倍性群體下,性狀的PG_TS/260%(除Lig含量),但是對于檢測到的“倍性變化鈍感QTL”和“倍性變化敏感QTL”可用于上述性狀QTL精細定位、克隆以及倍性作用機理研究。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S513
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本文編號：1287802