中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析
发布时间：2021-06-05 07:53
【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系（recombination inbred line,RIL）的巢式关联分析群体（nested association mapping population,NAM）为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归（Joint stepwise regression）模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状（主...
【文章来源】：中国农业科学. 2020,53(20)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
产量及重要农艺性状在NAM及其测交群体间的相关性分析
在杂种优势利用模式下，杂种优势相关位点将倾向于分布在低重组率的遗传区域，原因是这些区域重组率低，有害突变位点难以被重组出去[20]。为此，对NAM及其测交群体QTL区域的染色体重组率进行了分析（图5）。结果发现，郑58测交群体（强优势杂交组合）定位QTL分布区域的重组率（平均为0.75c M/Mb）显著低于NAM群体（平均为1.36 c M/Mb,P<2.59×10-2）和昌7-2测交群体（弱优势杂交组合）（平均为1.91 c M/Mb,P<2.02×10-2）定位QTL分布区域的重组率，但NAM群体定位QTL分布区域重组率与昌7-2测交群体无显著差异（P<0.14）。3 讨论
对NAM及其测交群体产量和重要农艺性状QTL的染色体分布进行比较分析（图3），发现昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中，全部性状分别只有20个（占总数的27%）和18个（占总数的25%）与NAM群体定位到的QTL重叠或邻近，具体分别为：吐丝期5个和4个，株高4个和3个，穗行数3个和4个，行粒数4个和3个，百粒重均为2个，单穗产量都为1个，小区产量与单株产量都为1个。结果表明，在自交系群体与测交群体之间互相进行分子预测的准确性将会较差。同时，也发现了一些可同时被NAM群体和测交群体定位的一致性遗传区段，这些区段不受杂种优势群和遗传背景影响，包括：2个吐丝期染色体片段（第3染色体的154.66—159.38 Mb、第8染色体的124.36—132.19 Mb）、2个株高相关染色体片段（第3染色体的158.89—165.45 Mb、第8染色体的115.92—133.28 Mb）、2个穗行数相关染色体片段（第4染色体的188.06—199.34 Mb、第5染色体的13.30—17.12 Mb）、1个行粒数相关染色体片段（第7染色体的142.99—150.89 Mb）、1个百粒重相关染色体片段（第7染色体的15.69—23.21 Mb）、1个单穗产量相关染色体片段（第6染色体的34.60—80.64 Mb）。另外，还定位到了一些可同时影响多个性状的“一因多效”染色体区段，例如，所有群体的全部考察性状都可在位于第3染色体154.66—162.19 Mb的区段内定位到QTL,2个测交群体都可在该区段定位到单穗产量和小区产量的主效QTL，但NAM群体在该区段没有定位到相关的QTL，表明该遗传区段内含有重要的玉米重要性状相关基因，且可能与杂种优势的形成具有紧密的联系。另外，位于第8染色体的115.92—133.28 Mb区段也是一个影响多个性状的染色体片段，在该区段内，NAM群体及其测交群体可同时检测到吐丝期和株高的相关QTL，该区段还显著影响百粒重、单穗产量和小区产量等重要性状。2.3 产量QTL位点遗传效应的复等位分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高密度遗传图谱的玉米籽粒灌浆特性遗传解析[J]. 高星,李永祥,杨明涛,李琲琲,李春辉,宋燕春,张登峰,王天宇,黎裕,石云素. 中国农业科学. 2017(21)
[2]基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位[J]. 李清超,李永祥,杨钊钊,刘成,刘志斋,李春辉,彭勃,张岩,王迪,谭巍巍,孙宝成,石云素,宋燕春,张志明,潘光堂,黎裕,王天宇. 作物学报. 2013(09)
[3]基于多个相关群体的玉米雄穗相关性状QTL分析[J]. 杨钊钊,李永祥,刘成,刘志斋,李春辉,李清超,彭勃,张岩,王迪,谭巍巍,孙宝成,石云素,宋燕春,王天宇,黎裕. 作物学报. 2012(08)
[4]我国玉米育种种质基础与骨干亲本的形成[J]. 黎裕,王天宇. 玉米科学. 2010(05)
[5]十年来中国玉米杂种优势群及其模式变化的分析[J]. 滕文涛,曹靖生,陈彦惠,刘向辉,景希强,张发军,李建生. 中国农业科学. 2004(12)
[6]中国玉米主要种质杂种优势群的划分及其改良利用[J]. 王懿波,王振华,王永普,张新,陆利行. 华北农学报. 1998(01)
[7]玉米“黄早四”的选育过程及其应用[J]. 李遂生. 北京农业科学. 1997(01)
本文编号：3211760
【文章来源】：中国农业科学. 2020,53(20)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
产量及重要农艺性状在NAM及其测交群体间的相关性分析
在杂种优势利用模式下，杂种优势相关位点将倾向于分布在低重组率的遗传区域，原因是这些区域重组率低，有害突变位点难以被重组出去[20]。为此，对NAM及其测交群体QTL区域的染色体重组率进行了分析（图5）。结果发现，郑58测交群体（强优势杂交组合）定位QTL分布区域的重组率（平均为0.75c M/Mb）显著低于NAM群体（平均为1.36 c M/Mb,P<2.59×10-2）和昌7-2测交群体（弱优势杂交组合）（平均为1.91 c M/Mb,P<2.02×10-2）定位QTL分布区域的重组率，但NAM群体定位QTL分布区域重组率与昌7-2测交群体无显著差异（P<0.14）。3 讨论
对NAM及其测交群体产量和重要农艺性状QTL的染色体分布进行比较分析（图3），发现昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中，全部性状分别只有20个（占总数的27%）和18个（占总数的25%）与NAM群体定位到的QTL重叠或邻近，具体分别为：吐丝期5个和4个，株高4个和3个，穗行数3个和4个，行粒数4个和3个，百粒重均为2个，单穗产量都为1个，小区产量与单株产量都为1个。结果表明，在自交系群体与测交群体之间互相进行分子预测的准确性将会较差。同时，也发现了一些可同时被NAM群体和测交群体定位的一致性遗传区段，这些区段不受杂种优势群和遗传背景影响，包括：2个吐丝期染色体片段（第3染色体的154.66—159.38 Mb、第8染色体的124.36—132.19 Mb）、2个株高相关染色体片段（第3染色体的158.89—165.45 Mb、第8染色体的115.92—133.28 Mb）、2个穗行数相关染色体片段（第4染色体的188.06—199.34 Mb、第5染色体的13.30—17.12 Mb）、1个行粒数相关染色体片段（第7染色体的142.99—150.89 Mb）、1个百粒重相关染色体片段（第7染色体的15.69—23.21 Mb）、1个单穗产量相关染色体片段（第6染色体的34.60—80.64 Mb）。另外，还定位到了一些可同时影响多个性状的“一因多效”染色体区段，例如，所有群体的全部考察性状都可在位于第3染色体154.66—162.19 Mb的区段内定位到QTL,2个测交群体都可在该区段定位到单穗产量和小区产量的主效QTL，但NAM群体在该区段没有定位到相关的QTL，表明该遗传区段内含有重要的玉米重要性状相关基因，且可能与杂种优势的形成具有紧密的联系。另外，位于第8染色体的115.92—133.28 Mb区段也是一个影响多个性状的染色体片段，在该区段内，NAM群体及其测交群体可同时检测到吐丝期和株高的相关QTL，该区段还显著影响百粒重、单穗产量和小区产量等重要性状。2.3 产量QTL位点遗传效应的复等位分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高密度遗传图谱的玉米籽粒灌浆特性遗传解析[J]. 高星,李永祥,杨明涛,李琲琲,李春辉,宋燕春,张登峰,王天宇,黎裕,石云素. 中国农业科学. 2017(21)
[2]基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位[J]. 李清超,李永祥,杨钊钊,刘成,刘志斋,李春辉,彭勃,张岩,王迪,谭巍巍,孙宝成,石云素,宋燕春,张志明,潘光堂,黎裕,王天宇. 作物学报. 2013(09)
[3]基于多个相关群体的玉米雄穗相关性状QTL分析[J]. 杨钊钊,李永祥,刘成,刘志斋,李春辉,李清超,彭勃,张岩,王迪,谭巍巍,孙宝成,石云素,宋燕春,王天宇,黎裕. 作物学报. 2012(08)
[4]我国玉米育种种质基础与骨干亲本的形成[J]. 黎裕,王天宇. 玉米科学. 2010(05)
[5]十年来中国玉米杂种优势群及其模式变化的分析[J]. 滕文涛,曹靖生,陈彦惠,刘向辉,景希强,张发军,李建生. 中国农业科学. 2004(12)
[6]中国玉米主要种质杂种优势群的划分及其改良利用[J]. 王懿波,王振华,王永普,张新,陆利行. 华北农学报. 1998(01)
[7]玉米“黄早四”的选育过程及其应用[J]. 李遂生. 北京农业科学. 1997(01)
本文编号：3211760
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3211760.html
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