论文摘要
玉米是我国第二大作物,我国主要的玉米主产区是在东北三省、黄淮海地区及西南地区。在每年的春夏季,这些地区都要受到干旱的严重影响,因此干旱是限制玉米生长及产量最重要的非生物胁迫因子。挖掘耐旱基因资源,提高玉米品种的耐旱水平,已成为玉米育种者的一项重要课题。玉米的苗期生长发育直接影响到整个玉米生长发育的进程,深入了解玉米苗期耐旱性的遗传机制,特别是利用生物技术手段如分子标记技术对玉米苗期的耐旱相关QTL进行定位,可以为耐旱育种提供理论依据,为分子标记辅助选择奠定基础。本研究选用我国优异自交系253份材料与骨干自交系材料黄早四进行杂交,对产生的回交后代群体在苗期进行干旱胁迫处理,从而构建选择导入系。在所得到的耐旱材料中选取黄早四与掖478的BC2F1和BC3F1群体作为研究材料,并结合黄早四与掖478的构建的235份F2:3家系,发掘玉米的耐旱主效QTLs,阐明耐旱QTL的遗传效应。所获得的主要结论如下:1.采用我国优异的骨干自交系黄早四和掖478所产生的235个个体的F2:3家系,以137个SSR分子标记为基础,构建的遗传连锁图谱总长度为2849.9cM,标记之间的平均遗传距离为20.8cM。在所有SSR分子标记中,当P<0.05时,共有51个标记表现偏分离,频率为33.3%。偏分离的热点区域集中在第3、7、8、9和10条染色体上。2.亲本掖478和黄早四在株高、叶片相对含水量、地上部的生物产量、叶片持绿性这四项指标的鉴定中存在显著的差异,掖478的耐旱性要低于黄早四。采用黄早四和掖478所构建的遗传连锁图谱为基础,对正常水分条件和干旱胁迫条件下的株高变化、叶片相对含水量、地上部的生物产量、叶片叶绿素含量等性状进行了QTL分析。结果表明,株高相关的QTL有时空特异性表达特点。在第1条和第2条染色体上发现与株高相关的QTL,等位基因分别来源于亲本黄早四和掖478在bnlg1643-bnlg1597（1.11）,umc1539-bnlg1047（3.08）等位点检测到前人发现的与株型相关的QTLs,在第10条染色体上检测到尚未报道的一个QTL。控制株高的QTL的遗传效应主要属于部分显性（PD）和超显性（OD）。株高与地上部生物鲜重、叶绿素含量存在着QTL的一因多效现象。3.在北京、新疆、河南三地正常水分条件下,与株型性状相关的QTLs分别检测到12个、10个、11个。穗位高的QTLs的等位基因来源大多数是黄早四,雄穗分枝数的QTL的等位基因来源几乎都是来自掖478。与花期性状相关的QTLs分别检测到12个、15个、15个,大部分表现为部分显性,特别是在在第3条染色体上nc030-umc2166区间内,检测到与花期性状（抽雄期、开花期、散粉期）相关的一个重要QTL。花期相关性状的QTL的等位基因来源于掖478的要多于黄早四。与产量及产量因子相关的QTL检测到48个,大部分表现为部分显性和超显性。株型、花期及产量性状QTL与苗期耐旱性状QTL在第1,2,8,10条染色体上的5个位点被同时检测到。4.对黄早四×掖478的回交群体BC2F1和BC3F1进行SSR标记基因型分析,发现BC2F1代导入片段数较多,平均单株导入片段数为24.2个,BC3F1代平均单株导入片段数为17.8个。在导入系BC2F1群体中,共检测出48个卡平方测验结果显著的标记位点。针对这些位点在BC3F1群体中发现有31个位点也呈显著性变化。其中在1.03（phi109275）、2.03（umc1845）、2.04（phi083,umc2248）、10.02（umc1152）、10.03（umc1053）区段的位点与通过F2:3家系所检测出的苗期耐旱性状相关QTLs相一致。对31个QTLs进行加性效应分析,各位点在不同环境条件下加性效应值不同。