普通玉米主要营养品质、种子休眠性的遗传研究

论文摘要

玉米的营养品质是现代玉米育种必须面对和亟待解决的课题，同样由于种子休眠性因素导致的穗发芽在某些地区是困扰玉米育种研究和应用的一大难题。本研究为探讨其遗传规律并为做进一步深入的研究打下基础，对玉米的这两个重要性状进行了遗传研究。利用13个普通玉米自交系按NCII设计（7×6）对普通玉米淀粉含量、蛋白质含量、油分含量和赖氨酸含量等主要营养品质性状的遗传效应进行了研究；利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析的方法对普通玉米自交系R08与A318杂交组合的P1、P2、F1、F2∶3、B1∶2和B2∶2六个世代群体的种子休眠性进行了研究，同时利用R08与A318组合的F2群体和F2∶3家系采用复合区间作图法对玉米种子休眠性QTL进行了检测；还通过公共数据库对水稻、小麦和玉米种子休眠性QTL进行了比较研究。主要研究结果如下： 1、普通玉米主要营养品质性状的遗传受到种子二倍体胚、三倍体胚乳、细胞质和二倍体母体植株4套遗传体系的控制；主要品质性状4套遗传体系的效应值之间无太大的差异，蛋白质、淀粉和赖氨酸含量的胚遗传效应全部体现为胚加性遗传效应，而4种品质性状的胚乳遗传效应则全部由胚乳显性遗传效应构成；母体遗传效应主要表现为母体加性效应；遗传效应预测值表明亲本9636、99S2041-1-1-1和478在普通玉米品质改良中可能有一定的运用潜力；结果还发现，不同品质性状间存在不同程度的遗传相关，因此对这些性状进行间接选择或杂种优势利用均可取得一定的效果。 2、R08×A318组合种子休眠性的遗传符合1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型。在F2∶3、B1∶2和B2∶2三个家系世代，主基因方差分别为：0.9260，1.4176和0.5863；多基因方差分别为：0.1184，0.1022和0.4623。主基因加性效应值为1.2172，显性效应值为-1.2172；多基因加性效应值为1.5028，显性效应值为1.4334。主基因遗传率在F2∶3、B1∶2和B2∶2三个分离家系群体中为44.8％～79.65％，多基因遗传率为5.74％～35.33％。其中，主基因遗传率在B1∶2世代中最大，为79.65％。 3、利用137对SSR标记构建了覆盖玉米全基因组的分子标记遗传连锁图谱，该图谱覆盖玉米10条染色体，遗传图谱总长2076.7cM，平均间距15.2cM。通过

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• Abstract
• 第一章 普通玉米主要营养品质性状的遗传分析
• 1 文献综述
• 1.1 玉米主要营养品质概况
• 1.2 玉米主要营养品质性状遗传改良的历史及现状
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 玉米蛋白质含量及品质的遗传改良
• 1.2.3 玉米淀粉品质的遗传改良
• 1.2.4 玉米油分性状的遗传改良
• 1.3 研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 田间试验
• 2.2 室内考种及营养品质测定
• 2.2.1 取样方法
• 2.2.2 营养品质的测定
• 2.3 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 普通玉米主要营养品质性状的遗传方差和遗传率分析
• 3.2 普通玉米主要营养品质性状遗传效应值预测
• 3.3 普通玉米主要营养品质性状间协方差及遗传相关分析
• 4 讨论
• 第二章 玉米种子休眠性的遗传研究
• 1 文献综述
• 1.1 玉米的穗发芽性状及其研究概况
• 1.2 小麦等其他禾本科作物的穗发芽性状及其研究概况
• 1.3 导致穗发芽的遗传本质——种子的休眠性
• 1.4 植物数量性状的遗传及研究方法
• 1.4.1 传统数量遗传学及其发展
• 1.4.2 数量性状遗传体系分离分析方法
• 1.4.3 QTL定位方法及其常用的分子标记
• 1.4.4 QTL常用作图群体的类型
• 1.4.5 数量性状位点（QTL）定位方法
• 1.4.6 玉米分子标记连锁图的发展概况
• 1.5 比较基因组学及其在植物研究中的运用
• 1.6 研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 玉米种子休眠性“主基因-多基因”数量遗传体系的判别
• 2.1.1 六家系世代群体的创制
• 2.1.2 数据分析
• 2.2 玉米种子休眠性的QTL定位
• 2∶3家系的创制'>2.2.1 亲本选择及F_2∶3家系的创制
• 2群体SSR标记型的鉴定'>2.2.2 F₂群体SSR标记型的鉴定
• 2.2.3 遗传连锁图谱的构建
• 2.2.4 QTL分析
• 2.3 玉米与其他禾本科作物种子休眠性QTL的比较研究
• 2.3.1 材料
• 2.3.2 方法
• 3 结果与分析
• 3.1 玉米种子休眠性“主基因-多基因”数量遗传体系的判别
• 3.1.1 六个家系世代种子发芽率的次数分布
• 3.1.2 最优遗传模型的选择
• 3.1.3 遗传参数的估算
• 3.2 分子标记遗传连锁图谱的构建与标记偏分离分析
• 3.2.1 分子标记遗传连锁图谱的构建
• 3.2.2 标记的偏分离分析
• 3.3 玉米种子休眠性的QTL定位
• 3.3.1 玉米种子休眠性表型数据的统计描述
• 3.3.2 玉米种子休眠性的QTL定位
• 3.4 玉米与水稻、小麦种子休眠性QTL基于标记水平的比较研究
• 4 讨论
• 4.1 遗传图谱构建中标记的偏分离
• 4.1.1 偏分离标记的比例
• 4.1.2 偏分离标记在染色体上的分布
• 4.2 六家系世代群体联合分离分析与QTL定位结果的一致性
• 4.3 禾本科作物基因组水平上的“共线性”
• 4.4 下一步拟进行的研究
• 参考文献
• 致谢
• 博士在读期间发表的论文