玉米四交群体粒形相关性状的QTL分析

论文摘要

玉米是非常重要的粮食和饲料作物，提高玉米产量是育种的主要目标，粒形性状是构成产量性状的重要因素之一。为此，本研究利用在籽粒性状差异显著并且在育种中具有应用价值的自交系72、276、A188、交51组配构建了276/72//A188/交51的四交群体。本实验在不同环境下对籽粒相关性状的表型进行检测，分析其遗传特点；在构建SSR分子标记遗传连锁图谱的基础上，采用MQM作图法，对各个性状进行QTL定位和基因效应分析。主要研究结果如下：1、通过济源和郑州两个环境的对比试验，对四个亲本自交系276、72、A188、交51以及四交F2家系的3个籽粒相关性状（粒长、粒厚、粒宽）进行了鉴定与统计分析。结果表明：在两种环境下，除粒宽在自交系276和72间差异不显著之外，各个性状在亲本间均具表现极显著的差异；四交F2家系中各性状的平均数在家系间表现出极显著差异。四交F2家系中3个粒形相关性状均呈数量性状连续分布，符合正态分布，可以进行QTL的定位。2、在两种环境下及合并分析中共检测到18个与粒厚相关的QTL位点，分别位于第1（7个）、3（2个）、4（1个）、5（5个）、6（2个）、10（1个）染色体上。单个QTL可解释的表型变异在5.3%16.7%之间，其中在合并分析下位于第一染色体体umc1590-phi039区间的位点qKT1b贡献率最大，达到16.7%。qKT1b、qKT1c两种环境或者三个环境下同时被检测到，分别位于区间umc1590-phi039、bnlg1643-bnlg1671。位点qKT1a和qKT1g具有共同的重叠区域1.02-1.03；qKT1c、qKT1f、qKT1g等三个位点具有相同的重叠区域bin1.02； qKT5a、qKT5b、qKT5d三个位点与qKT5c、qKT5e两个位点分别具有相同的重叠区域bin5.02和5.05-5.06.出现重叠区域可能是控制该性状的主效QTL与不同环境的条件互作产生的，重叠区域可能是控制该性状的热点区域。3、在两种环境下及合并分析中共检测到12个与粒宽相关的QTL位点，分别位于第1（2个）、3（1个）、4（1个）、5（3个）、6（1个）、7（2）、10（2个）染色体上，其中QTL位点qKW6a、qKW7a、qKW7b和qKW10a在济源环境与两点合并或者郑州环境和两点合并条件下均被检测到，所在的标记区间分别为phi126-umc2314、umc1642-umc2364、dupssr13-phi082、phi118-umc1152。qKW5a和qKW5c具有重叠区域5.03-5.04。单个QTL可解释的表型变异在5.3%10.7%之间，其中在合并分析下位于第七染色体umc1642-umc2364区间的位点qKW7a贡献率最大，达到10.7%。4、在两种环境下及合并分析中共检测到13个与粒长相关的QTL位点，分别位于第2（1个）、3（1个）、4（1个）、5（4个）、6（1个）、7（1）、10（4个）染色体上，其中QTL位点qKD10c、qKD7a在郑州环境和两点合并条件下被检测到，所在的标记区间为bnlg2190-umc1569、umc1408-phi082；qKD10b和qKD10d位于同一染色体的同一区段10.04-10.05； qKD5a和qKD5b位于同一染色体的同一区段5.05-5.06；qKD5c和qKD5d具有重叠区域5.06-5.07。单个QTL可解释的表型变异在5.2%21.4%之间，其中在合并分析中位于第五染色体umc1990-zct389区间的位点qKW5d贡献率最大，达到21.4%。

论文目录

• 致谢
• ABSTRACT
• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 数量性状
• 1.2 QTL 定位原理
• 1.3 遗传连锁图谱的构建
• 1.3.1 分离群体
• 1.3.2 QTL 定位常用的分子标记
• 1.4 QTL 定位
• 1.4.1 方差分析法（analysis of variance，ANOVA）
• 1.4.2 区间作图法（interval mapping，IM）
• 1.4.3 复合区间作图（composite interval mapping，CIM）
• 1.4.4 混合线性模型方法（mixed composite interval mapping，MCIM）
• 1.4.5 多区间作图（multifold interval mapping，MIM）
• 1.4.6 LD 作图（linkage disequilibrium，LD）
• 1.4.7 多 QTL 模型（Multiple-QTL Model ，MQM）
• 1.5 玉米籽粒性状的相关研究
• 1.6 前期实验基础
• 1.7 本研究意义、目的和技术路线
• 1.7.1 研究意义
• 1.7.2 研究目的
• 1.7.3 技术路线
• 第二章 玉米粒形相关性状的 QTL 定位
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料及田间试验
• 2.1.1.1 供试材料
• 2.1.1.2 田间试验
• 2.1.2 性状调查
• 2.1.2.1 性状考察标准及方法
• 2.1.2.2 ImageJ 图像处理软件的使用
• 2.1.3 统计分析
• 2.1.3.1 亲本的多重比较
• 2.1.3.2 描述性统计分析
• 2.1.3.3 方差分析和相关分析及遗传力分析
• 2.1.4 QTL 定位分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同亲本间性状的比较
• 2.2.2 四交 F2 家系各籽粒性状联合方差分析
• 2.2.3 不同环境下粒形性状的表现
• 2.2.4 粒形性状的相关分析及遗传力分析
• 2.2.5 籽粒相关性状的 QTL 定位与效应分析
• 2.2.5.1 粒厚
• 2.2.5.2 粒宽
• 2.2.5.3 粒长
• 2.3 讨论
• 2.3.1 籽粒粒形 QTL
• 2.3.2 多交群体
• 2.3.3 下一步工作
• 参考文献