玉米光周期候选基因分子标记开发及光周期性状QTL定位

玉米光周期候选基因分子标记开发及光周期性状QTL定位

论文摘要

本研究以热带玉米自交系CMLl 66和温带玉米自交系郑58为亲本配制F2、F2:3群体(252个株系),将光周期候选基因点突变位点开发为基于PCR产物有或无的显性功能基因分子标记,结合IP分子标记、SSR分子标记构建遗传连锁图谱,然后对吐丝期、抽雄期、散粉期等13个光周期性状进行QTL定位分析,验证新开发分子标记的效用。主要研究结果如下:(1)基于IP分子标记开发原理将光周期候选基因CRY2,HY1, SE5,GHD7,ZCN19,开发为具有多态性的共显性功能基因分子标记;将光周期候选基因PIF3,PRR7,ZCN8的点突变位点开发为基于PCR产物有或无的显性功能基因分子标记。(2)对111个SSR分子标记、52个IP分子标记(包括5个光周期候选基因P分子标记)以及3个点突变分子标记进行遗传规律分析,将符合孟德尔遗传规律的143个分子标记用QTL IciMapping V3.0(LOD=3.0)构建遗传连锁图谱。遗传连锁图谱含126个分子标记(有17个分子标记未发生连锁),覆盖玉米10条染色体,总遗传距离为1859.08cM,标记间平均距离为14.75cM,可以用于主效QTL定位研究。(3)用QTL IciMapping V3.0(LOD>2.5)软件(复合区间作图法)对吐丝期、抽雄期、散粉期等13个光周期性状进行QTL定位分析,西双版纳和成都两种光周期环境下检测到共76个QTL位点,这些QTL位点主要集中分布在1、2、3、4、5、8、9、10号染色体上。西双版纳光周期条件检测到30个QTL位点,成都检测到46个QTL位点,不同性状定位到同一位点,或者同一性状定位到不同位点的现象都有发现,其原因可能是一因多效或者多因一效。两种光周期环境下共检测到12个主效QTL,这些主效QTL均没有一致性,其原因可能是QTL与环境的互作、基因表达的环境调控。(4)两种光周期环境下共检测到5个一致性QTL,散粉期一致性QTL位于8号染色体ZMZCN8-primer49、叶片数一致性QTL位于8号染色体zsz75-umc1457、穗位下叶数一致性QTL位于8号染色体zsz75-umc1457、穗位叶长一致性QTL位于1号染色体umc1245-umc1843、雄花分枝数一致性QTL位于3号染色体zsz40-umc1052,这些QTL为玉米种质资源的相互交流提供理论依据,对我国玉米遗传育种的改良具有重要意义。(5)与散粉期发生连锁的QTL在西双版纳和成都两个试验地域均被定位在8号染色体ZMZCN8-primer49(Bin8.07-8.08)(ZMZCN8为根据光周期候选基因ZCN8点突变位点开发的分子标记),两个试验地域分别解释表型变异6.05%和4.14%,与前人研究结果一致。结果显示,根据光周期候选基因点突变位点以及内含子插入或缺失变异开发的分子标记用作玉米光周期敏感性性状QTL定位分析以及QTL克隆研究是可行的。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 热、亚热带玉米种质在温带的利用
  • 1.2 植物光周期敏感性研究
  • 1.2.1 模式生物光周期敏感性研究进展
  • 1.2.2 玉米光周期敏感性研究
  • 1.3 分子标记技术
  • 1.3.1 SSR
  • 1.3.2 内含子多态性分子标记
  • 1.3.3 分子标记的开发
  • 1.4 构建遗传连锁图谱
  • 1.4.1 亲本材料的选择
  • 1.4.2 作图群体类型的选择
  • 1.4.3 群体大小的确定
  • 1.5 QTLs原理及方法
  • 1.5.1 QTL原理
  • 1.5.2 QTL定位的作图方法
  • 1.5.3 QTL定位统计分析软件和作图软件
  • 1.5.4 QTL克隆研究
  • 1.6 研究目的及研究意义
  • 2 材料和方法
  • 2.1 供试材料
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 分子标记分析
  • 2.2.2 田间试验
  • 3 结果及分析
  • 3.1 分子标记分析
  • 3.1.1 SSR分子标记分析
  • 3.1.2 IP分子标记分析
  • 3.1.3 IP点突变位点分子标记分析
  • 3.1.4 分子标记遗传规律分析
  • 3.2 遗传连锁图谱的构建
  • 3.3 数据分析及QTL定位
  • 3.3.1 性状统计分析
  • 3.3.2 QTL定位
  • 4 结论及讨论
  • 4.1 分子标记开发的可行性分析
  • 4.2 遗传连锁图谱
  • 4.3 QTL位点分析
  • 4.3.1 1号染色体QTL位点分析
  • 4.3.2 2号染色体QTL位点分析
  • 4.3.3 3号染色体QTL位点分析
  • 4.3.4 4号染色体QTL位点分析
  • 4.3.5 5号染色体QTL位点分析
  • 4.3.6 8号染色体QTL位点分析
  • 4.3.7 9号染色体QTL位点分析
  • 4.3.8 10号染色体QTL位点分析
  • 4.4 开发的分子标记效用分析
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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