玉米茎秆品质和株型相关性状的倍性效应及遗传构成研究

发布时间：2017-12-14 12:02

  本文关键词：玉米茎秆品质和株型相关性状的倍性效应及遗传构成研究

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【摘要】：通过单倍体诱导和加倍产生的DH系在玉米遗传研究和实际育种中越来越广泛,因此理解DH和单倍体群体性状的特征及相关性十分必要。玉米茎秆作为植株形态的重要部分,控制着水分和营养的运输,影响玉米的倒伏抗性和饲料品质。理想的株型可使玉米在整个生长过程中,能够充分的捕获和利用光能,达到单位面积玉米产量最大化,因此解析茎秆品质和株型相关性状的遗传构成具有指导意义。本研究利用DH技术构建了ZD958来源的DH系群体及对应单倍体群体,通过2年3点的多环境试验,分析了不同倍性群体中茎秆品质和株型性状的表型特征,相关性以及QTL表达的遗传特性,为今后利用DH系和单倍体群体进行遗传理论研究和实际的玉米育种工作提供依据,本论文主要研究结果如下：1.利用玉米芯片MaizeSNP3K对ZD958来源的DH系群体的181个DH系进行基因型检测,经过最小等位基因频率(0.05)、缺失率(20%)的质量控制,利用1138个多态性SNP标记构建了遗传图谱,该图谱总长度为1426.83 cM,标记间的平均距离为1.26cM。2.在DH系和单倍体群体中,28个性状均具有广泛的变异,基因型对性状影响极显著,性状表现中到高的遗传力0.49-0.96,说明这些性状在两个群体中的表型变异主要受遗传控制,可进行QTL分析。3.28个性状在DH系和单倍体群体间的表型相关系数为0.43-0.76。RPR与IVDMD, WC,CP和WSC极显著负相关,与FW, ADF, NDF, Cel极显著正相关。两个群体中RPR与Lig无显著相关。IVDMD与WC, ADF, NDF, Cel极显著负相关,与Lig, CP和WSC极显著正相关。IUE-ID与PEH、FIAG-IL之间无显著相关,其余株型性状间均为极显著正相关。DH系和单倍体群体对比,性状间相关的正负性不变,性状间的相关系数发生变化。两个群体中共检测到与上述性状有关的QTL185个,DH系和单倍体群体中分别检测到107个和78个QTL,单个QTL能够解释的遗传变异分别为1.6%-29.30%和4.9%-24.10%,其中能解释表型变异大于10%的有54个,分布于染色体的1.04-1.09bin, 1.11bin,2.02-2.03bin, 3.05bin,3.08bin,5.01-5.03bin,5.05bin,6.01bin,6.03-6.04bin,7.00bin,7.03-7.05bin和8.04-8.05bin上。两个群体间存在33个共同的QTL。对于存在显著相关的不同性状,部分QTL为完全重合或紧密连锁。4.在RPR和IVDMD初步定位基础上,提取位于2.02bin,5.05bin和8.05bin的QTL区间内的基因,根据这些基因的预测功能,将参与木质素、纤维素合成的关键基因作为候选基因-PAL, COMT, ccoAOMT, CCR, CAD, CesAll和CesA12。乳熟期和蜡熟期,比较基因在亲本自交系、单倍体中表达情况得出,单倍体中大部分基因表达量提高了0.62-14.06倍,推测基因表达的剂量补偿机制为性状在不同倍性群体间能检测到共同QTL的内在主要原因之一。5.本研究比较8个株型性状在不同倍性群体中的PG_TS和PG-GS得出,两个群体中均可利用GS对PHT,PEH和IUE-IL进行选择；利用以QTL为基础的MAS选择方法对FIAG-IL,IUE-ID和LL进行选择效果较好；对于FIAG-ID和LW,群体倍性对两种选择方式效率有较大影响。因此,选择育种方式过程中,应综合考虑性状、标记密度,QTL效应和群体类型等因素。6.在两个倍性群体下,性状的PG_TS/260%(除Lig含量),但是对于检测到的“倍性变化钝感QTL”和“倍性变化敏感QTL”可用于上述性状QTL精细定位、克隆以及倍性作用机理研究。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S513
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本文编号：1287802