高油玉米突变体籽粒油分QTL定位

论文摘要

玉米是我国仅次于水稻的第二大主要粮食作物。普通玉米的平均含油量约为4%,含油量超过6%,即被认为是高油玉米。高油玉米籽粒中油分和蛋白质含量都比较高,可做优良动物饲料;玉米油富含不饱和脂肪酸、VA和VE,是健康的食用植物油。因此,高油玉米的研究与发展越来越为世界所关注。本研究利用普通玉米自交系B73（黄色籽粒）和中国农业大学国家玉米改良中心通过EMS花粉诱变获得的高油玉米材料ce03005（白色籽粒）组配的BC群体（回交亲本为ce03005）自交获得的BC1S1家系为材料,利用SSR分子标记技术进行遗传图谱的构建,采用复合区间作图法进行籽粒油分及相关性状QTL定位和效应分析,并进行油分QTL、穗位高QTL和株高QTL的相关分析。油分含量采用核磁共振仪测定。通过本研究将对我国高油玉米分子标记辅助选择（MAS）育种技术系统的建立、籽粒油分含量QTL的精细定位以及油分基因的克隆具有重要的指导意义。主要研究结果如下:1.在均匀覆盖玉米全基因组的500对SSR标记中,共得到101个共显性标记,占总标记数的20.20%。利用作图软件Mapmaker 3.0将101个标记划分为14个连锁群,构建了一张高油玉米分子标记连锁图,覆盖全基因组1611.7cM,标记间平均距离为15.9cM。该图与已经发表的玉米分子遗传图谱基本一致,其中15个（13.86%）标记表现为显著的偏分离（1:1）。2.用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到5个控制籽粒油分含量的主效QTL（贡献率在10%以上）和6个非主效QTL（贡献率在10%以下）,分别位于第1、6、7染色体上;所有QTL位点的含油量正向贡献均来自高油突变体ce03005;单个油分QTL的贡献率变幅为4.58%～18.62%。3.在BC1S1家系和BC1S2家系中可以同时检测到QTL Oilcm1-3和Oilcm6-1,Oilcm1-3两侧的标记是umc1403和umc1071,Oilcm6-1附近的标记是umc1133、bnlg107以及bnlg1422,并且贡献率都很高。Oilcm1-2,位于第1染色体上两标记bnlg2086和umc1403之间,具有最大的LOD值（10.59）,在本研究中它所解释的遗传变异也最大,为18.62%,但是只有在BC1S1家系中可以检测到。4.用复合区间作图法进行QTL分析,在BC1S1家系中,定位了4个控制穗位高的QTL,分别定位在第1、2染色体上,单个穗位高QTL的贡献率变幅为4.42%～15.42%;3个控制株高的QTL,分别定位在第1、4染色体上,单个株高QTL的贡献率变幅为7.89%～12.53%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 植物基因组研究
• 1.1.1 遗传图谱
• 1.1.2 数量性状QTL 定位方法
• 1.1.3 分子标记辅助选择
• 1.1.4 图位克隆
• 1.2 高油玉米遗传与育种研究
• 1.2.1 高油玉米的特点
• 1.2.2 高油玉米的育种特点
• 1.2.3 高油玉米的种质改良
• 1.2.4 高油玉米油分的遗传
• 1.2.5 籽粒油分和其他性状的关系
• 1.2.6 高油玉米分子生物学研究进展
• 1.3 植物化学诱导突变的研究进展
• 1.3.1 EMS 化学诱变的处理方法
• 1.3.2 玉米EMS 化学诱变研究的应用前景
• 1.4 研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 田间试验
• 2.3 性状考察
• 2.3.1 考察性状
• 2.3.2 油分测定和遗传力计算
• 2.4 群体基因型分析
• 2.4.1 总DNA 的提取和纯化
• 2.4.2 SSR 分析
• 2.4.3 分子标记数据的收集及统计分析
• 2.4.4 图谱构建
• 2.4.5 QTL 定位
• 3 结果与分析
• 3.1 籽粒油分含量表现
• 3.2 分子标记的分离情况
• 3.3 分子连锁图构建
• 3.4 油分含量及其他性状QTL 定位
• 3.4.1 籽粒油分含量QTL 定位及基因效应分析
• 3.4.2 其他农艺性状QTL 定位及效应分析
• 4 讨论
• 4.1 作图群体
• 4.2 QTL 的真实性
• 4.3 不同遗传背景材料的油分QTL 的比较
• 4.4 籽粒油分QTL 与高油玉米育种
• 4.5 下一步工作设想
• 4.6 本研究的创新点
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文