玉米染色體片段導入系群體構建和株高QTL定位.pdf

1、玉米重要農藝性狀多屬數(shù)量性狀，其遺傳基礎研究對品種改良具有重要意義。構建一套適宜的作圖群體是開展數(shù)量性狀基因定位與鑒定研究的基礎，能夠有效地增加定位的精確度和靈敏度。染色體片段導入系(Chromosome Segment Substitution Lines，CSSLs)是利用回交和分子標記輔助選擇技術構建的次級作圖群體，具有遺傳背景簡單、表型鑒定準確等特點。覆蓋全基因組的染色體片段導入系群體，能夠直接應用于全基因組范圍的數(shù)量性狀基因位

2、點(Quantitative Trait Locus，QTL)檢測與剖析。同時，結合重組自交系群體(Recombinant InbredLines，RIL)重測序構建的Bin map遺傳圖譜，能夠直接開展農藝性狀QTL鑒定和QTL的精細定位。株高是影響作物產量和抗倒伏的重要性狀，是衡量優(yōu)良玉米品種的重要指標之一。玉米株高基因定位、克隆和功能的研究，對玉米育種與種質改良具有重要意義。主要研究結果如下:
　　(1)選用優(yōu)良玉米自交系齊

3、319為染色體片段供體親本、掖478為受體親本，利用在MaizeGDB數(shù)據庫公用引物中篩選出的均勻分布在染色體上的152個多態(tài)性分子標記和通過齊319、掖478全基因組重測序結果設計的InDel標記，對導入系材料進行輔助選擇。通過連續(xù)回交，逐步減少導入系中的供體片段數(shù)量，直到獲得僅存在少數(shù)、純合導入片段的CSSLs。構建完成的CSSLs進行遺傳背景檢測，分析導入片段的基因組覆蓋度及背景回復率。最終構建完成134個染色體片段導入系，導入片

4、段相互銜接，片段基本覆蓋全基因組。
　　(2)收集染色體片段導入系表型數(shù)據開展QTL鑒定，利用T測驗檢測CSSL材料與親本掖478表型性狀的差異顯著水平，發(fā)現(xiàn)8個株型與掖478差異顯著的CSSL材料(CL12、CL27、CL34、CL41、CL49、CL51、CL92和CL115)。其中，6個CSSLs的株型QTL鑒定結果與基于重組自交系群體(RIL)重測序構建的Bin map圖譜開展的株型性狀QTL定位結果基本相符。同時， CS

5、SLs群體通過QTL IciMapping軟件逐步回歸的方法定位到3個株高控制位點CLPH3-1、CLPH3-2、CLPH6-1和2個穗位高控制位點CLEH3-1、CLEH6-1。
　　(3)通過染色體片段導入系群體QTL鑒定，在染色體bin2.07區(qū)域鑒定到1個與株高顯著相關的染色體片段。利用在bin2.07區(qū)域存在單一導入片段的導入系Z12，對玉米株高性狀開展QTL精細定位。將定位區(qū)間縮小在InDel標記myb1930與標記m

6、yb1968之間，物理位置193，054，152bp～196，872，360bp。MaizeGDB網站比對，在定位區(qū)間內發(fā)現(xiàn)1個與次生細胞壁成分-木質素合成相關的轉錄因子ZmMYB31基因。前人研究結果證實候選基因ZmMYB31參與苯基丙酸類合成途徑的負向調控，能夠導致木質素生物合成受到抑制，致使ZmMYB31基因過表達的擬南芥植株明顯矮化。
　　(4)根據NCBI中ZmMYB31基因序列信息設計引物，擴增候選基因片段、測序并比對