玉米叶夹角相关基因lg1和ZmTAC1的序列变异及其与株型相关性状的关联分析

发布时间：2020-10-14 08:37

　　 玉米(ZeamaysL.)作为我国种植面积最大和总产量最高的粮食作物,其用途已拓展到了生物燃料、化工原料等新兴领域。提升玉米产量,改善玉米品质,是确保粮食和能源安全,促进畜牧和化工产业发展的重要保证。过去近一百年的玉米种植历史表明,提高玉米的种植密度是玉米增产的主要原因。因此,玉米育种的一个重要工作是通过改善玉米株型性状,获取可以高密度种植的优良品种。在众多株型性状中,玉米的叶片与主茎之间的夹角,即叶夹角,对玉米的空间结构和种植密度具有决定性的影响。研究玉米叶夹角相关基因的序列变异,挖掘优良等位变异,对玉米耐密植遗传改良具有重要意义。本文以具有广泛遗传变异的349份玉米自交系为群体,鉴定叶夹角等玉米株型性状,对叶夹角相关基因lg1和Zm:TAC1进行序列变异和连锁不平衡分析,利用关联分析方法筛选与玉米叶夹角等相关株型性状相关的优异等位变异位点。主要研究结果包括:1.对349个玉米自交系的叶夹角、穗上叶片数、株高、穗位高、雄穗主轴长、雄穗分支数等株型性状进行了表型多样性统计和方差分析,结果显示叶夹角等性状的变异系数较高,在不同自交系和不同环境间的差异均达到了极显著水平,说明供试自交系中的叶夹角表型性状具有丰富变异。2.本研究对自交系中的lg1和ZmTACJ基因序列进行了多态性分析和单倍型分析,并在编码区发现了丰富的变异位点。其中,lg1基因的编码区序列较长,共发现52个SNP位点和31个InDel;ZmTAC1基因编码区序列较短,共发现26个SNP位点。利用滑动窗口检测,发现基因序列各区段的多样性相差较大,其中编码区的多样性相对较小,显示其在进化过程中受到了更大的选择压力。序列变异分析结果表明,供试自交系中的lg1和ZmTAC1基因序列均包含了丰富的多态性。3.分别对基因lg1和ZmTAc1与玉米叶夹角等株型性状进行了关联分析,并从两个基因序列编码区中筛选了大量株型性状相关的SNP位点。其中,共有19个位点与叶夹角性状显著相关,其中一些位点贡献率在5～7%左右。此外,还发现了 10个与其它株型性状显著相关的SNP位点,贡献率为3～8%左右。在lg1基因中发现了较多叶夹角相关的SNP位点,但其它株型性状相关的位点较少,显示了lg1基因突变的功能较为单一。在ZmTAC1基因中,本研究对叶夹角、株高等多个性状的关联分析均发现了相关的SNP位点,显示ZmTAC1基因对玉米各株型性状均有重要影响。本研究结果显示,玉米lg1和ZmTAC1基因中存在丰富的遗传变异,并且在决定玉米叶夹角等玉米空间构型相关性状中起到了重要作用。筛选出的关联变异位点可以用于分子标记辅助育种,以培育更高种植密度的玉米品种,增加玉米产量。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【部分图文】：

上一小节介绍了?基因与叶夹角性状之间的显著关联。这是由于％基??因能够引起叶片结构的显著改变。玉米叶片的结构如图１．４所示。在１９９７年，Ｍｏｒｅｎｏ等??报告了在基因突变体中，玉米叶片的叶舌（ｌｉｇｕｌｅ）或叶耳（ａｕｒｉｃｌｅ）消失，如??图１．５所示，从而导致玉米叶夹角显著减小，叶片相比普通品种更加显著直立［４７］。同年，??

Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｉｚｅ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．??考■■■■■??图１．５野生型（Ａ）与如突变（Ｂ）的玉米叶片结构。图中ｌｇ为叶舌，ａ为叶耳。在／ｇ７突变中，??叶舌与叶耳区域完全消失。本图取自参考文献［４７１??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｎｄ－ｔｙｐｅ?（Ａ）?ａｎｄ?／尽７?ｍｕｔａｎｔ，?“ｌｇ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ，“ａ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ??ａｕｒｉｃｌｅ．?Ｉｎ?ｔｈｅ?Ｉｇｌ?ｍｕｔａｎｔ，?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ?ａｎｄ?ａｕｒｉｃｌｅ?ａｒｅ?ｎｏｔ?ｆｏｒｍｅｄ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．［４７＾??最近（２００７年），Ｋｏｎｇ等报告了关于玉米叶夹角ＱＴＬｓ系统地功能研宄［４９１这一研究??发现，在极大的玉米近交系中，叶耳对叶夹角有关键影响，并且叶夹角的大小的多样性主??要贡献自不同的叶耳发育。最终的叶耳大小以及叶夹角取决于细胞分裂产生的细胞数以及??细胞伸长后的细胞大小。因此，在叶耳发育过程中，不同的细胞分裂和细胞伸长调节最终??形成了不同的叶夹角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在细胞分裂时表现了更高的分裂率并??

—?Ｉ??■－ｌｊ￣ｓｈｅａｔｈ??图１．４玉米叶片结构。图中ｌｉｇｕｌｅ为叶舌，ａｕｒｉｃｌｅ为叶耳。本图取自参考文献［４９］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｉｚｅ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．??考■■■■■??图１．５野生型（Ａ）与如突变（Ｂ）的玉米叶片结构。图中ｌｇ为叶舌，ａ为叶耳。在／ｇ７突变中，??叶舌与叶耳区域完全消失。本图取自参考文献［４７１??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｎｄ－ｔｙｐｅ?（Ａ）?ａｎｄ?／尽７?ｍｕｔａｎｔ，?“ｌｇ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ，“ａ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ??ａｕｒｉｃｌｅ．?Ｉｎ?ｔｈｅ?Ｉｇｌ?ｍｕｔａｎｔ，?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ?ａｎｄ?ａｕｒｉｃｌｅ?ａｒｅ?ｎｏｔ?ｆｏｒｍｅｄ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．［４７＾??最近（２００７年），Ｋｏｎｇ等报告了关于玉米叶夹角ＱＴＬｓ系统地功能研宄［４９１这一研究??发现，在极大的玉米近交系中，叶耳对叶夹角有关键影响，并且叶夹角的大小的多样性主??要贡献自不同的叶耳发育。最终的叶耳大小以及叶夹角取决于细胞分裂产生的细胞数以及??细胞伸长后的细胞大小。因此，在叶耳发育过程中，不同的细胞分裂和细胞伸长调节最终??形成了不同的叶夹角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在细胞分裂
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑健;王燕;蔡焕杰;万吉祥;李志军;;玉米叶混掺对土壤水分入渗的影响[J];灌溉排水学报;2015年03期

2 周芳;;做开启学生智慧的启明星——《北大荒的秋天》教学反思[J];七彩语文(教师论坛);2017年09期

3 李治杰;;玉米叶之歌[J];翠苑;2016年02期

4 周建成 ,文跃军 ,彭双印;玉米叶秆利用价值高[J];湖南农业;2000年07期

5 ;玉米叶编织品走俏[J];农村实用科技信息;1996年01期

6 弗雷德·普洛格;程方;;哨声及鼓声语言[J];民族译丛;1988年02期

7 Λ·Ф·Квятковский;蔡元定;;灌溉条件下微量元素对玉米叶内硝酸还原酶活性和叶绿素含量的影响[J];国外农学-杂粮作物;1989年06期

8 周奎英;;要“玫瑰”,不要“玉米叶”[J];师道;2007年09期

9 ;玉米叶面喷雾垦原丰产素增产显著[J];中国农垦;1998年08期

10 刘克勤;幼玉米叶上指印的发现与提取[J];刑事技术;1994年03期

相关博士学位论文 前2条

1 张君;玉米叶夹角基因ZmCLA4的图位克隆与功能分析[D];河南农业大学;2014年

2 刘晓宁;玉米叶、根和籽粒组织的长片段均一化RNAi文库及基于roGFP1的细胞氧化还原状态变化感应系统的构建[D];中国农业科学院;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 孙丹丹;玉米叶夹角相关基因lg1和ZmTAC1的序列变异及其与株型相关性状的关联分析[D];扬州大学;2018年

2 张柏毅;玉米叶部病斑识别[D];黑龙江八一农垦大学;2012年

3 苓强;玉米叶点霉叶斑病病原鉴定和生物学特性研究[D];甘肃农业大学;2013年

4 陈浩;基于图像处理的玉米叶部抗旱性特征提取研究[D];西北农林科技大学;2015年

5 李娇娇;玉米叶部病斑图像智能处理算法的研究与实现[D];北京邮电大学;2010年

6 万吉祥;秸秆混掺对甘肃景泰砂壤土水盐运移规律的影响[D];兰州理工大学;2013年

7 欧阳妤婧;玉米秸秆对赤潮藻的抑制作用及其机制的初步研究[D];暨南大学;2006年

8 夏新迪;不同品种玉米对砷胁迫的生理反应特性研究[D];沈阳农业大学;2016年

9 何嘉欣;玉米叶水解液作为好氧反硝化菌碳源的性能研究[D];华南理工大学;2016年

10 刘兵;玉米叶夹角QTL定位[D];四川农业大学;2014年

本文编号：2840430