玉米自交系抗倒性鑒定及莖稈維管束性狀QTL定位.pdf

1、玉米莖桿中維管束是物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ?，同樣也對植株起著機(jī)械支撐作用。形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)研究表明，莖稈機(jī)械組織發(fā)達(dá)程度，單位面積內(nèi)維管束數(shù)目多少直接影響玉米的抗倒伏性，所以研究玉米莖稈維管束相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ)對玉米育種具有重要意義。本研究利用248份遺傳多樣性豐富的的玉米自交系構(gòu)建關(guān)聯(lián)分析群體，同時(shí)，以P53與178構(gòu)建的重組自交系群體為研究對象，在2年2點(diǎn)高低2個(gè)種植密度條件下，對莖稈維管束結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其它倒伏相關(guān)性狀進(jìn)行了田間表型鑒定，并結(jié)合

2、基于測序的基因型分析方法獲高密度SNP標(biāo)記進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析和遺傳連鎖分析，對玉米莖稈維管束和其它抗倒伏相關(guān)性狀進(jìn)行QTL定位。主要結(jié)果如下:
　　1.對本試驗(yàn)所用248份自交系進(jìn)行抗倒性鑒定。對莖稈抗推力進(jìn)行方差分析后可知，在不同密度下，莖稈抗推力均表現(xiàn)出顯著性差異。在高密和低密種植條件下，篩選到極強(qiáng)抗倒性自交系12份:A679、XF117、浚248、PH4CV、AHU18、L061F、豫87-1、SC14、蘇75、SX-6-

3、67、掖478、S8324。
　　2.利用基于測序的基因型分析方法獲得10684個(gè)SNP標(biāo)記對關(guān)聯(lián)分析群體獲得的所有表型性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析。維管束相關(guān)性狀共檢測到337個(gè)顯著關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記，其中，大維管束個(gè)數(shù)、小維管束個(gè)數(shù)、總維管束數(shù)目、單個(gè)大維管束面積、大維管束總面積、單個(gè)小維管束面積、小維管束總面積、維管束總面積、莖節(jié)橫截面積、維管束面積/橫截面積、單位面積小維管束個(gè)數(shù)、單位面積大維管束個(gè)數(shù)分別定位到40、23、32、

4、24、39、25、19、30、19、36、15、31個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，這些位點(diǎn)分布在:bin5.07、bin10.03、bin7.04、bin4.09、bin7.03、bin1.05染色體區(qū)段上。其它農(nóng)藝性狀共檢測到了414個(gè)顯著關(guān)聯(lián)SNP標(biāo)記，其中，莖稈抗推力共檢測到29個(gè)。
　　3.對LOD＞4.0的SNP關(guān)聯(lián)位點(diǎn)上游和下游20Kb范圍內(nèi)的候選基因進(jìn)行搜索，并找出與候選基因連鎖的已知基因。在維管束面積/截面積顯著關(guān)聯(lián)標(biāo)記chr5

5、_2927118附近搜索到了基因nactf6;在單位面積大維管束個(gè)數(shù)的關(guān)聯(lián)標(biāo)記chr9_149894127附近搜索到了基因hb12;在單位面積大維管束個(gè)數(shù)的關(guān)聯(lián)標(biāo)記chr2_219329022附近搜索到基因ereb43。
　　4.利用SNP標(biāo)記合并得到的7278個(gè)重組bin標(biāo)記構(gòu)建RIL群體的高密度遺傳連鎖圖譜，得到的遺傳圖譜相鄰兩個(gè)bin標(biāo)記之間的平均物理距離為0.27 Mb，平均遺傳距離為0.35cM。兩年中，我們共檢測到了8

6、3個(gè)控制玉米倒伏相關(guān)性狀的QTL，大維管束個(gè)數(shù)、單位面積大維管束個(gè)數(shù)、單位面積小維管束個(gè)數(shù)、小維管束個(gè)數(shù)、單個(gè)小維管束面積、小維管束總面積、維管束總數(shù)目、維管束面積/橫截面積、維管束總面積分別定位到2、2、4、3、3、2、6、2、3個(gè)QTL位點(diǎn);莖稈抗推力定位到了3個(gè)QTL位點(diǎn)。定位到的83個(gè)QTL中，有24個(gè)位點(diǎn)解釋的表型變異在10％以上。
　　5.全基因組關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析定位的結(jié)果互相驗(yàn)證。將本試驗(yàn)中相同表型性狀通過連鎖分析

7、和全基因組關(guān)聯(lián)分析定位到的位點(diǎn)進(jìn)行比較，共得到了2個(gè)共定位區(qū)段和2個(gè)相距較近的區(qū)段。2個(gè)共定位區(qū)段分別為chr6上控制株高的共定位區(qū)段73.275～84.482Mb和chr6上控制大維管束總面積的區(qū)段94.826～128.971Mb。
　　在高密和低密種植條件下篩選出抗倒性極強(qiáng)的玉米自交系，并通過全基因組關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析的方法，定位到控制玉米莖稈維管束結(jié)構(gòu)及其它倒伏相關(guān)性狀的QTL位點(diǎn)，這些自交系和關(guān)聯(lián)位點(diǎn)為進(jìn)一步的耐密抗倒玉米