基于玉米高代回交群体的QTL分析

论文摘要

本实验以优良玉米杂交种郑单958的亲本昌7-2为供体、另一个亲本郑58为受体,通过杂交、回交和SSR标记全程跟踪供体染色体片段的方法,构建了以郑58为遗传背景的昌7-2的高代回交群体,研究了回交过程中供体基因组成分变化的趋势,对玉米主要的农艺性状QTL进行了定位。主要结论如下:1、分析了回交过程中BC2F1、BC3F1的基因组成分。在BC2F1群体内的不同单株中检测到的供体染色体片段数为3-20个,平均9.8个;供体染色体片段长度为2.5-633.6cM,平均为110.2cM;供体基因组大小为296.6-3057.9cM,平均为1040.3cM。在BC3F1群体内的不同单株中检测到的供体染色体片段数为1-11个,平均5.0个;供体染色体片段长度为2.5-537.0cM,平均为82.9cM;供体基因组大小为54.4-1114.2cM,平均为415.9cM。2、分析了回交过程中供体基因组成分的变化趋势。从BC2F1到BC3F1的回交过程中,供体染色体片段数减少了52.1%,供体染色体片段长度减少了9.4%,个体内供体基因组的大小减少了47.5%。3、基于69个株系的高代回交群体,利用Windows QTL IciMapping v2.0软件对玉米的株高、穗位高、雄穗分枝数、雄穗长、叶挺直长、叶夹角、叶向值、叶长、叶宽、叶面积10个农艺性状进行了QTL分析,共检测到76个QTL,各性状检测到的QTL数目依次为12个、11个、12个、4个、8个、5个、5个、9个、2个、8个。检出的QTL在染色体上呈不均匀分布,第7、8、9染色体上检测到QTL数目较多,为13、13、17个;第1、4、10染色体上检测到QTL数目较少,为3、2、4个。4、相关性状的QTL集中分布在相同或相近的区域内。在第6染色体上SSR分子标记mmc0241附近同时检测到株高、雄穗分枝数、叶挺直长、叶长、叶面积5个性状的QTL;在第7染色体上SSR分子标记umc1671附近同时检测到控制株高、穗位高、雄穗长、叶挺直长、叶面积、叶长、叶夹角、叶向值的8个QTL;在第8染色体上SSR分子标记bnlg1067附近同时检测到控制株高、穗位高、雄穗长、雄穗分枝数、叶挺直长、叶长、叶夹角、叶向值、叶面积的9个QTL,在第9染色体上SSR分子标记umc1492附近同时检测到控制株高、穗位高、叶挺直长、叶长、叶夹角、叶面积、叶向值的7个QTL及与在第9染色体上SSR分子标记umc1733附近检测到控制雄穗分枝数、叶挺直长、叶面积、叶夹角、叶向值的5个QTL。这些QTL的鉴定与定位为玉米农艺性状的遗传改良、精细定位和克隆提供了依据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 作物农艺性状的遗传
• 1.2 遗传标记的种类及特点
• 1.2.1 形态标记
• 1.2.2 细胞学标记
• 1.2.3 蛋白质标记
• 1.2.4 DNA 分子标记
• 1.2.4.1 RFLP 标记
• 1.2.4.2 RAPD 标记
• 1.2.4.3 AFLP 标记
• 1.2.4.4 SSR 标记
• 1.2.4.5 ISSR 标记
• 1.2.4.6 其它分子标记
• 1.3 遗传连锁图谱的构建
• 1.3.1 经典遗传图谱
• 1.3.2 分子连锁图
• 1.4 数量性状基因座位（QTL）
• 1.4.1 QTL 定位的原理及方法
• 1.4.2 QTL 定位策略
• 1.4.2.1 选择基因型分析
• 1.4.2.2 分离群体分组分析
• 1.4.2.3 比较定位
• 1.4.3 QTL 的定位群体
• 1.4.3.1 初级作图群体
• 1.4.3.2 次级作图群体
• 1.5 分子标记辅助选择
• 1.6 玉米QTL 定位研究现状
• 1.7 玉米株型的QTL 定位
• 1.8 本项目研究的目的意义
• 2 玉米高代回交群体的构建
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 SSR 分子标记检测技术
• 2.2.2.1 主要试剂
• 2.2.2.2 仪器设备
• 2.2.2.3 DNA 提取
• 2.2.2.4 PCR 反应
• 2.2.2.5 电泳
• 2.2.3 供体染色体片段长度的计算方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 亲本间标记的多态性筛选
• 2F₁ 基因组成分分析'>2.3.2 BC₂F₁基因组成分分析
• 2.3.2.1 供体染色体片段数
• 2.3.2.2 供体染色体片段长度
• 2.3.2.3 供体基因组的大小
• 3F₁ 基因组成分分析'>2.3.3 BC₃F₁基因组成分分析
• 2.3.3.1 供体染色体片段数
• 2.3.3.2 供体染色体片段长度
• 2.3.3.3 供体基因组的大小
• 2.3.4 不同世代供体基因组的变化
• 2.3.4.1 世代间供体染色体片段数的变化
• 2.3.4.2 世代间供体片段长度的变化
• 2.3.4.3 世代间供体基因组大小的变化
• 2.3.4.4 供体基因组成分在BC2F1 和BC3F1 之间的变化
• 2.4 讨论
• 2.4.1 MAS 构建高代回交群体
• 2.4.2 回交的遗传效应
• 2.4.3 遗传图谱
• 2.4.4 片段长度
• 3 玉米株型性状的QTL 分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 试验田的环境一致及亲本间的差异性分析
• 3.2.2 高代回交群体中各农艺性状的表型分析
• 3.2.3 QTL 定位
• 3.2.3.1 株高
• 3.2.3.2 穗位高
• 3.2.3.3 雄穗分枝数
• 3.2.3.4 雄穗长
• 3.2.3.5 叶挺直长
• 3.2.3.6 叶夹角
• 3.2.3.7 叶向值
• 3.2.3.8 叶长
• 3.2.3.9 叶宽
• 3.2.3.10 叶面积
• 3.3 讨论
• 3.3.1 QTL 定位方法的比较
• 3.3.2 与以往研究结果比较
• 3.3.3 QTL 的利用及进一步研究
• 参考文献
• ABSTRACT