玉米高密度重组图谱构建及耐旱相关性状的遗传解析

发布时间：2021-01-25 08:25

　　玉米是全球重要的粮食作物和饲料来源,也是研究遗传、进化和驯化的模式作物。玉米种质资源是培育优质、高产、抗病、抗逆新品种的物质基础,在大量种质资源中挖掘优异等位基因将有助于提高玉米育种的效率。本研究通过11个中国玉米骨干自交系分别与共同亲本黄早四杂交和连续自交,构建获得了包含11个RIL群体、2000个家系的温带玉米巢式关联作图群体（CN-NAM）;它们与包含25个组合、5000个家系的美国NAM群体（US-NAM）,共同组成本研究的试验群体,这两套大规模的作图群体为挖掘玉米种质资源中优异等位基因提供重要的资源平台。在此基础上,借助GBS测序技术获得的高密度分子标记,开展了玉米高密度重组图谱的构建及NAM群体基因组遗传特征的研究。此外,通过正常水分和干旱胁迫两种处理下进行抗旱性评价,同时利用连锁分析和关联分析的方法手段,结合NAM群体共同亲本的转录组测序结果,开展了玉米耐旱性遗传结构分析和耐旱相关候选基因挖掘工作。主要研究结果如下:1.玉米高密度重组图谱构建与应用 遗传连锁图谱是数量性状定位、遗传分析和进化分析的基础。本研究利用NAM群体GBS测序获得高密度分子标记,构建群体重组图谱（b... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 数量性状作图方法
        1.1.1 连锁作图
        1.1.2 关联作图
        1.1.3 连锁作图与关联作图的整合-巢式关联作图
    1.2 新一代分子标记-SNP标记及其检测方法
        1.2.1 SNP标记的特点
        1.2.2 基于基因芯片技术的SNP检测
        1.2.3 基于二代测序技术的SNP检测
    1.3 遗传连锁图谱的构建及群体特征分析
        1.3.1 连锁图谱的构建
        1.3.2 分子标记的偏分离分析
        1.3.3 遗传重组的变异
        1.3.4 上位性分析
    1.4 玉米耐旱相关性状的QTL定位研究进展
        1.4.1 玉米耐旱相关性状与鉴定
        1.4.2 玉米耐旱性的遗传改良
        1.4.3 玉米耐旱相关性状的QTL定位
    1.5 本研究的意义和技术路线
        1.5.1 研究的意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章：玉米高密度重组图谱构建与应用
    2.1 材料与方法
        2.1.1 供试材料
        2.1.2 田间试验与性状调查
        2.1.3 DNA提取及基于低覆盖度测序的基因型鉴定
        2.1.4 NAM群体奇异家系的鉴定
        2.1.5 重组区块图谱的构建
        2.1.6 表型数据的分析
        2.1.7 QTL作图
    2.2 结果与分析
        2.2.1 基于GBS测序检测到的SNP信息
        2.2.2 NAM群体奇异家系的鉴定
        2.2.3 单个RIL群体及NAM群体的重组图谱构建
        2.2.4 基于重组bin构建的连锁图谱的质量及精确性
        2.2.5 不同NAM群体复合连锁图谱的比较
        2.2.6 使用不同标记密度进行QTL作图的检测功效和分辨率
        2.2.7 不同NAM群体整合进行QTL作图的检测功效和分辨率
    2.3 讨论
        2.3.1 基于简化基因组GBS测序进行群体基因型鉴定
        2.3.2 基于测序构建重组图谱的优势
        2.3.3 图谱密度和群体大小对QTL检测结果的影响
        2.3.4 不同NAM群体整合在剖析复杂性状的遗传结构中的应用前景
第三章：玉米巢式关联作图群体的遗传特性分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 供试材料
        3.1.2 DNA的提取和GBS测序
        3.1.3 重组图谱的构建
        3.1.4 遗传重组率的检测
        3.1.5 偏分离的检测
        3.1.6 上位性的检测
        3.1.7 QTL等位基因效应的估计
    3.2 结果与分析
        3.2.1 重组事件数的分布及QTL作图
        3.2.2 偏分离分析
        3.2.3 偏分离与重组率和基因密度的关系
        3.2.4 QTL等位基因效应的分布
        3.2.5 适合度上位性分析
    3.3 讨论
        3.3.1 高密度分子标记鉴定偏分离
        3.3.2 遗传重组及其在玉米育种中的应用
        3.3.3 上位性的作用
第四章：两种水分处理下玉米耐旱相关性状的遗传解析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 供试材料
        4.1.2 田间试验与性状调查
        4.1.3 DNA的提取和GBS测序
        4.1.4 重组图谱的构建
        4.1.5 表型数据的分析
        4.1.6 QTL作图
        4.1.7 QTL一因多效
        4.1.8 全基因组关联作图
        4.1.9 候选基因的鉴定
        4.1.10 NAM群体的共同亲本在水旱环境下的转录组测序
        4.1.11全基因组预测的交叉验证
    4.2 结果与分析
        4.2.1 表型统计分析
        4.2.2 联合连锁分析
        4.2.3 QTL一因多效
        4.2.4 全基因组关联分析
        4.2.5 候选基因的鉴定及验证
        4.2.6 耐旱相关性状的全基因组预测
    4.3 讨论
        4.3.1 连锁-连锁不平衡的整合作图在耐旱性研究中的应用
        4.3.2 与前人QTL定位研究的比较
        4.3.3 耐旱性候选基因
        4.3.4 耐旱性的全基因组预测及其在育种中的应用
第五章：全文结论
    5.1 玉米高密度重组图谱构建与应用
    5.2 玉米巢式关联作图群体的遗传特性分析
    5.3 两种水分处理下玉米耐旱相关性状的遗传解析
参考文献
附录
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]在干旱和正常水分条件下玉米穗部性状QTL分析[J]. 谭巍巍,李永祥,王阳,刘成,刘志斋,彭勃,王迪,张岩,孙宝成,石云素,宋燕春,杨德光,王天宇,黎裕.  作物学报. 2011(02)
[4]不同水分环境下玉米产量构成因子及籽粒相关性状的QTL分析[J]. 彭勃,王阳,李永祥,刘成,刘志斋,王迪,谭巍巍,张岩,孙宝成,石云素,宋燕春,王天宇,黎裕.  作物学报. 2010(11)
[5]基于元分析和生物信息学分析的玉米抗旱相关性状QTL一致性区间定位[J]. 栗文娟,刘志斋,石云素,宋燕春,王天宇,徐辰武,黎裕.  作物学报. 2010(09)
[6]SNP的研究进展及其在家畜育种中的应用[J]. 石磊,岳文斌.  畜禽业. 2007(03)
[7]Double-stranded DNA breaks and gene functions in recombination and meiosis[J]. Wuxing Li~1 Hong Ma~1 ~1The Department of Biology,The Intercollege Graduate Degree Program in Plant Physiology,The Huck Institutes of the Life Sciences,The Pennsylvania State University,University Park,PA 16802,USA.  Cell Research. 2006(05)
[8]玉米抗旱机制研究进展[J]. 万毅成.  国外农学-杂粮作物. 1998(04)
[9]玉米株型对遗传增益的影响[J]. 张泽民,贾长柱.  遗传. 1997(02)
[10]干旱胁迫下ABA对气孔运动的作用机制[J]. 丁雷,王学臣.  干旱地区农业研究. 1993(02)



本文编号：2998906