玉米灌浆期不同阶段籽粒品质性状及灌浆速度的QTL动态分析

论文摘要

本研究利用我国当前推广面积最大的玉米杂交种农大108(黄C×许178)的一套重组近交系为基础材料,在许昌、郑州、浚县三地点对玉米灌浆期不同阶段品质性状和灌浆速度进行了遗传分析,主要结论如下:1)构建了包含161个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖玉米10条染色体,总长度为2326.8cM,平均区间长度12.78 cM。2)利用近红外反射光谱(NIRS)定量分析模型,测定了重组自交系群体的籽粒粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪和赖氨酸4个品质性状的百分含量。3)利用复合区间作图法,在三个试点五个时期共检测到47个玉米籽粒品质的非条件QTL,其中12个与籽粒粗蛋白含量有关的非条件QTL,位于除第4和第9染色体外的8条染色体上; 10个与粗淀粉含量有关的非条件QTL,集中于第5、6、7三条染色体上;11个与油分含量有关的非条件QTL,分布在第1、2、5、6、7、9染色体上;14个与赖氨酸含量有关的非条件QTL,分布在除了第3、8和10以外的7条染色体上。4)在对籽粒品质进行条件QTL检测时,三个试点五个时期共检测到42个条件QTL,8与粗蛋白含量有关的条件QTL,分布在第1、6、7、9染色体上;12个与粗淀粉含量有关的条件QTL,分布在除了第5和10以外的8条染色体上;14个与油分含量有关的条件QTL,分布在除了第4和8以外的8条染色体上;8与赖氨酸含量有关的条件QTL,分布在第1、2、5、6、7染色体上。5)在对籽粒品质非条件和条件QTL检测进行对比时,发现有2个与淀粉含量有关、1个与蛋白含量有关、1个与脂肪含量有关和3个与赖氨酸含量有关QTL同时被检测到。6)对灌浆速度进行QTL检测时,三地点五时期共检测到11个非条件OTL,分布在第2、4、5、9和10染色体上。不同时期不同地点间,共检测到2个相同的QTL。同时也检测到13个条件QTL,分布在除了第6和8染色体上,不同时期和地点间没有检测到相同的条件QTL。在对与灌浆速度有关的非条件和条件QTL进行对比时,发现有2个QTL,在相同地点和相同时期出现,1个在不同地点不同时期出现。7)通过对灌浆速度与籽粒品质包括非条件和条件的QTL对比,发现灌浆速度与淀粉有5个相同的QTL,占淀粉QTL总数(19个)的26.32%;与蛋白相同的QTL有5个,占蛋白总数(18个)的27.78%;与油分相同的QTL 4个,占总数(24个)的16.67%;与赖氨酸相同的2个,占总数(19)的10.53%。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1. 文献综述
• 1.1 数量性状和QTL
• 1.1.1 分子标记的种类与特点
• 1.1.1.1 限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphisms，RFLP）
• 1.1.1.2 随机扩增多态性DNA （ random amplified polymorphic DNA ,缩写RAPD）
• 1.1.1.3 扩增片断多态性（Amplification fragment length polymorphism，AFLP）
• 1.1.1.4 简单序列重复（SSR）
• 1.1.1.5 单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism ,SNP）
• 1.1.2 遗传图谱
• 1.1.3 作图群体
• 1.1.3.1 暂时性群体
• 1.1.3.1.1 F2 及其衍生系
• 1.1.3.1.2 BC 群体
• 1.1.3.2 永久分离群体
• 1.1.3.2.1 RIL 群体
• 1.1.3.2.2 DH 群体
• 1.1.3.2.3 NIL 群体
• 1.1.3.2.4 “永久F2”群体
• 1.1.4 遗传图谱的构建
• 1.1.5 QTL 的定位方法
• 1.1.5.1 单一标记分析法（SMM）
• 1.1.5.2 区间作图法（IM）
• 1.1.5.3 复合区间作图法（CIM）
• 1.1.5.4 多重区间作图法（MIM）
• 1.1.5.5 混合线性模型（MLM）
• 1.1.6 动态QTL 定位
• 1.1.7 QTL 在育种中的应用
• 1.2 玉米品质性状研究意义与研究进展
• 1.2.1 玉米品质研究的意义
• 1.2.2 玉米品质研究现状
• 1.2.3 玉米品质测定方法
• 1.2.3.1 近红外光谱分析技术的原理
• 1.2.3.2 近红外光谱（NIRS）在玉米品质研究中的应用
• 1.3 玉米籽粒灌浆速度的研究进展
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 田间表型鉴定
• 3.3 遗传连锁图的构建
• 3.3.1 DNA 的提取
• 3.3.2 SSR 引物及反应体系
• 3.3.2.1 SSR 引物
• 3.2.2.2 PCR 反应体系
• 3.3.3 PCR 反应程序
• 3.3.4 扩增产物检测
• 3.3.4.1 扩增DNA 变性
• 3.2.3.2 电泳准备
• 3.2.3.3 扩增产物的电泳
• 3.2.3.4 扩增产物的银染检测——聚丙烯酰胺凝胶NaOH 染色方法
• 3.3.5 QTL 定位数据统计分析
• 4 结果与分析
• 4.1 玉米籽粒品质性状分析
• 4.1.1 不同时期玉米籽粒百分含量的表型变化
• 4.1.1.1 淀粉百分含量表现
• 4.1.1.2 蛋白百分含量表现
• 4.1.1.3 油分百分含量表现
• 4.1.1.4 赖氨酸百分含量表现
• 4.1.2 籽粒品质成分之间的相关分析
• 4.1.2.1 相同时期内各品质成分之间的相关分析
• 4.1.2.1.1 浚县试点各品质成分之间相关分析
• 4.1.2.1.2 郑州试点各品质成分之间相关分析
• 4.1.2.1.3 许昌试点各品质成分之间相关分析
• 4.1.3 玉米籽粒品质成分百分含量的方差分析
• 4.1.3.1 玉米籽粒品质成分百分含量不同时期间方差分析
• 4.1.3.2 玉米籽粒品质成分百分含量不同地点间方差分析
• 4.2 玉米籽粒灌浆速度分析
• 4.2.1 玉米籽粒灌浆速度田间表现
• 4.2.2 玉米灌浆速度的联合方差分析
• 4.2.2.1 三地点间玉米灌浆速度的联合方差分析
• 4.2.2.2 三点不同灌浆时期玉米灌浆速度的联合方差分析
• 4.3 QTL 定位分析
• 4.3.1 玉米籽粒品质QTL 分析
• 4.3.1.1 玉米籽粒淀粉QTL 分析
• 4.3.1.2 玉米籽粒蛋白 QTL 分析
• 4.3.1.4 玉米籽粒油分 QTL 分析
• 4.3.1.5 玉米籽粒赖氨酸 QTL 分析
• 4.3.2 玉米籽粒品质的条件QTL 分析
• 4.3.2.1 玉米籽粒淀粉含量的条件QTL 分析
• 4.3.2.2 玉米籽粒蛋白百分含量的条件QTL 分析
• 4.3.2.3 玉米籽粒油分百分含量的条件QTL 分析
• 4.3.2.4 玉米籽粒赖氨酸百分含量的条件QTL 分析
• 4.3.3 玉米籽粒灌浆速度的QTL 分析
• 4.2.3.1 非条件下玉米籽粒灌浆速度的QTL 分析
• 4.2.3.2 条件下玉米籽粒灌浆速度的QTL 分析
• 4.4 玉米灌浆速度与籽粒品质性状QTL 比较
• 5. 结语与讨论
• 5.1 结语
• 5.2 讨论
• 5.2.1 本研究检测到相同QTL 少的原因
• 5.2.2 条件与非条件QTL 的比较
• 5.2.3 进一步研究计划
• 参考文献
• ABSTRACT