玉米多亲本群体籽粒性状的遗传解析与育种应用

发布时间：2021-05-16 17:37

　　高产一直以来是玉米遗传改良研究者所追求的主要目标之一。籽粒产量性状是复杂的数量性状,籽粒性状可分解为粒长、粒宽、粒厚、籽粒容量等籽粒相关性状。本研究利用一个24亲本的玉米人工合成群体,采用全基因组关联分析剖析了玉米籽粒性状的遗传基础,通过籽粒QTL的一因多效性,以及与环境互作效应分析来解析其育种应用价值。主要研究结果如下:1.基于SNP（Single nucleotide polymorphism）的全基因组关联分析（即s GWAS）。基于全基因组的11.8 M SNPs（MAF≥0.02）,共检测到171个位点（记作s QTL,p<1.23E-8）影响七个籽粒性状,位点区间范围为50.0 Kb―15.5 Mb之间。单个位点的解释表型变异率的范围为0.13%―12.11%,其中表型解释率大于5%的位点总共有54个,表型解释率大于10%的位点一共有6个。不同性状的位点联合解释表型变异率的变幅在22.28%―54.63%范围之间。大部分位点加性效应较小,具有典型的数量性状微效多基因的特征。基于每个位点附近的LD情况以及基因组注释,预测的137个籽粒性状候选基因经过GO富集分析（Gen... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：207 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1.前言
    1.1 玉米的重要性
    1.2 籽粒外观性状测量方法
    1.3 玉米籽粒外观性状遗传研究进展
    1.4 作图群体研究进展
        1.4.1 双亲群体
        1.4.2 自然群体
        1.4.3 多亲本群体
    1.5 玉米籽粒性状突变体基因克隆研究现状
        1.5.1 P型PPR蛋白基因
        1.5.2 PLS型 PPR蛋白基因
        1.5.3 非PPR蛋白基因
    1.6 玉米籽粒性状同源克隆基因研究现状
    1.7 玉米籽粒QTL的克隆进展
    1.8 本研究的目的和意义
2.材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 CUBIC群体材料田间试验
        2.2.2 籽粒性状考察方法
        2.2.3 CUBIC群体基因型分析,单倍型构建和群体结构分析
        2.2.4 关联分析
        2.2.5 每升总粒数QTL候选基因分析
        2.2.6 QTL多效性分析
        2.2.7 籽粒性状QTL―环境互作效应分析
3.结果与分析
    3.1 CUBIC群体籽粒性状的表型分析
        3.1.1 CUBIC群体子代及其亲本表型分析
        3.1.2 CUBIC群体籽粒性状相关性分析
        3.1.3 CUBIC群体子代籽粒性状广义遗传力分析
    3.2 CUBIC群体全基因组关联分析
        3.2.1 基于单标记SNP的全基因组关联分析
        3.2.2 基于bin的全基因组关联分析
        3.2.3 h GWAS定位结果的分辨率高于s GWAS定位结果的分辨率
        3.2.4 两种方法共定位QTL分析
    3.3 每升总粒数的第10染色体长臂端QTL候选基因分析
        3.3.1 每升总粒数的第10染色体长臂端共定位QTL的特征
        3.3.2 通过基因组注释推测QTL区间候选基因
    3.4 QTL热点分析
    3.5 QTL多效性分析
    3.6 育种材料挖掘分析
    3.7 籽粒性状QTL—环境互作效应分析
4.讨论
    4.1 CUBIC群体优势
        4.1.1 CUBIC群体构建
        4.1.2 CUBIC群体的重组
    4.2 玉米籽粒性状的遗传基础
    4.3 籽粒性状QTL定位的结果与前人研究的比较
    4.4 机器考种的优势
    4.5 本研究的局限性与展望
参考文献
附录
    附录1 试验材料亲本间亲缘关系及CUBIC群体构建过程
    附录2 玉米籽粒考种机考种系统原理、操作流程及数据处理
    附录3 亲本及其CUBIC子代籽粒表型分布及其各试验点间相关性
    附录4 基于单标记SNP和 bin的全基因组关联分析
    附录5 作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米育种行业创新现状与发展趋势[J]. 赵久然,王帅,李明,吕慧颖,王道文,葛毅强,魏珣,杨维才.  植物遗传资源学报. 2018(03)
[2]利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质[J]. 陈天晓,朱亚军,密雪飞,陈凯,孟丽君,左示敏,徐建龙.  作物学报. 2016(10)
[3]玉米籽粒性状高通量测量装置设计与实现[J]. 汪珂,梁秀英,宗力,杨万能.  中国农业科技导报. 2015(02)
[4]中国玉米生产发展历程、存在问题及对策[J]. 赵久然,王荣焕.  中国农业科技导报. 2013(03)
[5]ImageJ图象处理软件在测量玉米子粒大小中的应用[J]. 白光红,张义荣,刘弋菊,邢鸿雁,严建兵,彭惠茹,章建新,李建生.  玉米科学. 2009(01)
[6]优质蛋白玉米籽粒性状的遗传效应[J]. 谭静,姚文华,徐春霞,罗黎明,番兴明.  作物学报. 2008(05)
[7]植物数量性状关联分析研究进展[J]. 杨小红,严建兵,郑艳萍,余建明,李建生.  作物学报. 2007(04)
[8]普通玉米3个子粒性状的基因效应分析[J]. 樊庆琦,杨克诚,乔善宝.  玉米科学. 2006(01)
[9]普通玉米3个籽粒性状的遗传分析[J]. 樊庆琦,杨克诚,乔善宝.  西南农业学报. 2005(04)
[10]综合性状及其分量的多元条件分析(英文)[J]. 温永仙,朱军.  遗传学报. 2005(03)

硕士论文
[1]一个人工合成玉米群体的基因组变异分析[D]. 牛璐瑶.华中农业大学 2016
[2]玉米籽粒数字化考种关键技术研究[D]. 汪珂.华中农业大学 2015



本文编号：3190115