宜机收玉米自交系双向单片段代换系群体构建与穗部性状QTL分析

发布时间：2020-09-26 20:23

　　玉米是我国第一大粮食作物,实现籽粒机械化收获对玉米生产效率的提高具有重要意义。然而,宜机收性状大多为复杂的数量性状,鉴定宜机收性状相关的基因,解析涉及的遗传机制,需要构建相应的分离群体作为研究基础。单片段代换系遗传背景相对单一,能够消除遗传背景的干扰,是数量性状研究的理想遗传材料,因此本研究利用宜机收优良自交系HCL645和我国广泛利用的骨干自交系郑58杂交、连续回交、并结合187对分子标记辅助选择,构建正、反两套单片段代换系群体,并利用部分纯合的单片段代换系对穗部性状进行QTL分析,主要研究结果如下:1.HCL645背景的郑58单片段代换系群体(SSSLs Z58),在BC4F2、BC5F2、BC5F3代共获得115份纯合单片段代换系材料。代换片段的总长度为7725.63 c M,单片段代换系长度为4.08-269.09 c M,代换片段平均长度为67.18 c M,非重复的染色体片段总长为4026.33 c M,染色体覆盖度为52.22%,代换系背景回复率范围为98.13-99.73%。其中,位于第2染色体上的单片段代换系最多,达20份,第9染色体上的单片段代换系最少,仅4份。各染色体覆盖度范围为23.07-80.74%,覆盖度最高的是第5染色体,覆盖度最低的是第9染色体。2.郑58背景的HCL645单片段代换系群体(SSSLs HCL645),在BC4F1代获得65份杂合单片段代换系材料。代换片段总长为4184.31 c M,单片段代换系长度范围为6.65-270.60 c M,代换片段平均长度为64.37 c M,非重复的染色体片段总长为3082.81 c M,染色体覆盖度为35.96%,代换系背景回复率为98.13-99.73%;其中第2、5、8染色体都含有9份单片段代换系,第9染色体最少,仅为2份;各染色体覆盖度为3.14-78.6%,覆盖度最高的是第5染色体,覆盖度最低的是第7染色体。3.利用99份SSSLs Z58纯合单片段代换系,在永城、原阳两个试验点共检测到110个与穗轴硬度、穗长、穗粗、穗行数、行粒数相关的QTL。穗轴硬度共检测到27个QTL,分布于除第9染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为6.71-27.64%,7个QTL在两个环境中同时被检测到;穗长检测到30个QTL,分布于除第9染色体外的其余染色体上,贡献率为2.31-26.76%,有5个QTL在两个环境中同时被检测到;穗粗检测到17个QTL,位于第2,3,4,5,7,8染色体上,QTL贡献率为4.87-18.66%,2个QTL在两个环境中同时被检测到;穗行数检测到18个QTL,分布于除第9、10染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为1.31-10.2%,1个QTL在两个环境中同时被检测到;行粒数检测到19个QTL,位于除第1染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为3.71-15.28%,3个QTL在两个环境中同时检测到。41个QTL是三个及以上性状共同检测到,其中umc2255-umc2049-umc2377-umc1886-bnlg1325(bin3.01-3.02)、bnlg2181-umc2356-umc1960-umc1724(bin8.06)两个QTL区段在五个性状中都存在,表明该位置存在一因多效性的基因位点。本研究构建的双向单片段代换系,为玉米机械化收获相关性状的研究提供了基础材料,为剖析其遗传规律奠定基础。
【学位单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【部分图文】：

构建过程

但是利用其组配的杂交组合具有后期籽粒是孟山都公司选育的一个优良自交系，利用其组配的杂交籽粒含水量低等优点。 1，HCL645 背景的郑 58 单片段代换系构建：2015 年 1穗部性状表型（近郑 58），挑选 200 个果穗，12 月种行长，每行种植 5 株，五叶期混合取样，用 187 对多态年 6 月，挑选 200 份背景回复率大于 70%且覆盖所有差基地，对 BC4F1代植株在五叶期单株挂牌取样，每行检自交授粉，其余材料继续回交；12 月，结合分子标记结份材料，种植于海南乐东试验基地，对 BC4F2和 BC5F1代检测 5 株，挑选出单片段材料；2017 年 6 月，将 150 份，3 米行长，每行种植 15 株，每行检测 10 株，挑选纯合

序列,构建过程,片段

图 2 SSSLsHCL645的构建过程Fig.2 The construction procedure of SSSLsHCL645 MaizeGDB 上面公布的 SSR 序列，在上海生率计算方法计算方法（图 3）。不考虑双交换，当相邻两的片段为供体片段；当连续的几个标记都是受个标记属于不同亲本，则两片段之间的距离记为 D1，D2，受体染色体标记为 R1、R2，片连锁图 IBM Neighbour 2008 上标记之间的距

染色体片段,供体,计算方法

图 3 供体染色体片段计算方法Fig3 The method calculation of donor segment lengthpercentageoftherecurrentgenome）的计算，对于回交群体，参照[78]，P(g)=1/2+(1/2)(X(g)/L)，P(g)表示回交 g 代代换片段材料的代供体亲本的标记数量；L 代表所有 SSR 差异标记总数目，遗]，单片段代换系代换片段在染色体上的分布，用 GGT2.0 绘制[L 分析受体亲本、郑 58 为供体亲本，结合分子标记辅助选择构建的一中 99 份纯合单片段代换系材料（SSSL）作为基础材料，2017 个环境，每个环境两个重复，3 米行长，每行 15 株，每隔 12 行行挑选均匀的 8 个果穗，用由北京金色农华种业提供的便携式察。穗轴硬度测定用杭州绿博仪器公司提供的植物茎秆强度仪

【参考文献】