论文摘要
高油玉米以其独特的综合利用价值和高附加值具有广阔的发展前景。植株性状作为重要的农艺性状,对高油玉米杂交种的丰产性和稳产性都起着十分重要的作用。本研究选用具有ASK种质背景的高油玉米自交系GY220,同时与两个普通玉米自交系8984和8622杂交构建了分别具有284个和265个F2:3家系的两个分离群体（P1F2:3,P2F2:3）群体,同时在两种环境条件下进行田间试验,利用SSR分子标记构建高密度遗传图谱,采用复合区间作图法对株高等8个植株性状进行QTL定位和效应分析,采用多区间作图法分析定位QTL间的上位效应,并采用条件QTL分析和多性状联合分析的复合区间作图方法探讨各植株性状间及其与主要籽粒产量和品质性状间的遗传关系,筛选具有不同遗传背景和环境稳定性的QTL及其有效分子标记,为进一步开展玉米植株性状的分子遗传剖析、分子标记辅助育种、QTL精细定位及其克隆奠定基础。主要研究结果如下:1.用665对SSR引物分别对两组亲本8984与GY220和8622与GY220进行多态性检测,分别筛选出212对和205对多态性标记。去除严重偏分离的标记,用Mapmaker3.0b作图软件构建两张分别包含185个和173个多态性标记的玉米遗传连锁图谱,图谱总长度分别为2111.7 cM和2298.5 cM,相邻标记间平均距离为11.41 cM和13.29 cM。2.两个F2:3家系群体在两种环境条件下及两种环境合并分析共检测到84个与8个植株性状相关的QTL,其中P1F2:3家系群体检测到50个QTL,P2F2:3家系群体检测到34个QTL,两个群体间没有检测到位于相同标记区间控制同一性状的共同QTL,单个QTL的贡献率为3.1%～39.0%,部分显性和超显性效应对玉米植株性状的遗传起着重要作用。定位QTL间互作较少,而且效应较小。检测到与株高相关的QTL qlPH1-10-1（qxPH1-10-1、qPH1-10-1）,与穗位高相关的QTL qlEH1-10-1（qEH1-10-1）,与顶高/株高相关的QTL qlTHPH1-8-1（qTHPH1-8-1）,与雄穗长相关的QTLqlTL1-7-1（qxTL1-7-1、qTL1-7-1）和与雄穗分枝数相关的QTL qlTB2-2-1（qxTB2-2-1、qTB2-2-1）、qlTB2-6-1（qxTB2-6-1、qTB2-6-1）贡献率均较大,为12.4%-27.9%,而且具有较好的环境稳定性,可以作为进一步研究和MAS的主要目标QTL。3.两个F2:3家系群体在两种环境条件及两种环境条件合并分析的株高与穗位高、顶高均呈极显著的表型和遗传正相关,而株高与顶高/株高均呈显著或极显著的表型和遗传负相关。单个性状QTL分析和多性状联合分析均显示在分别位于第3、5、8、10染色体上的umc1320-bnlg1754、umc1162-bnlg2323、bnlg2082-umc1360和umc1506-umc2122标记区间存在同时控制2-3个株高相关性状的QTL,而且株高与穗位高、顶高、顶高/株高的LOD曲线在第3染色体umc1320-bnlg1754和第5染色体umc1162-bnlg2323,株高与顶高、顶高/株高的LOD曲线在第10染色体umc1506-umc2122,株高与顶高/株高的LOD曲线在第8染色体bnlg2082-umc1360标记区间同向变化,表明控制这些株高相关性状的QTL对应染色体区域可能存在一因多效;株高与穗位高的LOD曲线在第8染色体bnlg2082-umc1360和第10染色体umc1506-umc2122标记区间变化趋势相近,表明控制株高与穗位高的QTL在这些染色体区域可能存在紧密连锁。4.两个F2:3家系群体在洛阳环境下、P1F2:3家系群体两种环境条件合并分析的株高与穗粒重,P1F2:3家系群体在洛阳环境下的株高与百粒重间均呈显著或极显著的表型和遗传正相关。条件QTL分析结果表明,百粒重对株高QTL的表达影响最大,其次是穗粒重。但与株高相关的主效QTL qxPH1-10-1（qPH1-10-1）基本不受穗粒重和百粒重的影响,而且在洛阳环境条件下也被检测到,具有较好的环境稳定性,对其实施负向MAS可以在降低株高的同时,基本上不会影响穗粒重和百粒重。5.P1F2:3群体在两种环境条件下和两种环境条件合并分析的株高与淀粉含量均呈显著或极显著的表型和遗传负相关;两个群体株高与油分含量多均呈显著或极显著正相关;株高与蛋白质含量间的表型和遗传相关均不显著。条件QTL分析结果表明,油分和淀粉含量对株高QTL的表达有较大的影响,但与株高相关的主效QTL qlPH1-10-1 （qPH1-10-1）基本不受油分和淀粉含量的影响,而且在许昌环境条件下也被检测到,具有较好的环境稳定性,对其实施负向MAS可以在降低株高的同时,基本上不会影响油分和淀粉含量。