玉米抗亚洲玉米螟性状的全基因组关联分析

发布时间：2020-06-19 08:53

【摘要】：玉米是重要的粮食和饲料作物,虫害是影响玉米产量和品质的重要因素,玉米螟是危害玉米的主要害虫,我国以亚洲玉米螟危害最为严重。玉米生产中多采用化学方法防治害虫,但化学防治措施易造成环境污染和危害人畜健康,因此,筛选抗虫玉米种质、培育抗虫品种是防治亚洲玉米螟的重要途径。本研究以301份玉米自交系为实验材料,通过田间接虫和抗虫表型鉴定,评价不同玉米自交系对亚洲玉米螟抗性差异,运用混合线性模型进行全基因组关联分析,获得抗虫基因和基因座,为玉米抗虫种质改良和品种选育提供理论基础。主要研究结果如下:1.完成了301份玉米自交系抗玉米螟表型鉴定。结果表明:供试玉米自交系表现出不同的抗虫水平。叶片侵害度、蛀茎隧道长度在供试群体中大致呈正态分布,叶片侵害度多分布在4~7级,蛀茎隧道长度多分布在0.1~4cm,高抗虫和高感虫的玉米自交系比例较小。叶片侵害度与蛀茎隧道长度两种表型的相关性不显著,可能是由不同基因控制这两个性状。2.基于均匀分布在玉米基因组的994232个SNP(单核苷酸多态性,Single Nucleotide Polymorphism)标记,使用混合线性模型进行全基因组关联分析(Genome-wide Association Studies,GWAS),定位获得28个显著相关的SNP位点,这些SNP位点在玉米基因组10条染色体都有分布。以B73基因组序列为参考,在显著位点上下游2000bp寻找候选基因,最终得到8个候选基因。通过对候选基因进行蛋白序列比对和功能预测,发现了两个可能和玉米抗虫有关的基因。其中,AC234521.1_FG006编码TCP转录因子;GRMZM2G123202编码MYB转录因子,二者可能在参与激素水平调控等方面间接参与植物抗逆。3.本研究所定位的显著性SNP位点,有3个和前人研究的抗虫基因在物理距离上较为相近,分别是和丁布合成相关基因相近的rs749218、rs747464和rs747701,以及和GRMZM2G389097相近的rs665864。位于前人研究出的抗虫QTL(数量性状位点,Quantitative Trait Loci)区域的有rs913137、rs928354、rs747464、rs747701、rs749218、rs298342和rs44064,进一步确定了这些位点的可靠性,并且为以后玉米抗虫的研究奠定了一定基础。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.132
【图文】：

自交系,抗虫,叶片,材料表

注：A、B 为 1 级高抗材料表型图，C、D 为 5 级中抗材料表型图，E、F 为 9 级高感材料表型图ote:A and B are the pictures of high-resistant，C and D are the pictures of middle-resistant，E and F are the pictures of high-sus图 2-1 自交系叶片抗虫水平Fig.2-1 Insect resistance level of Inbred leaf1 2015 年自交系叶片侵害度表型分析玉米自交系 2015 年叶片侵害度定级分布直方图（图 2-2）可以看出，受到

分布直方图,叶片

图 2-2 2015 年叶片侵害度定级分布直方图Fig.2-2 Distribution histogram of leaf damage level in 2015

【参考文献】