玉米籽粒类胡萝卜素相关产物和雄穗分枝数的遗传分析

发布时间：2017-10-07 14:01

  本文关键词：玉米籽粒类胡萝卜素相关产物和雄穗分枝数的遗传分析

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【摘要】：我国玉米种植面积与总产量均已超过水稻,成为第一大作物。提高玉米产量和品质,对保障中国乃至世界粮食供给具有重要意义。本研究使用一个包含368个玉米自交系的自然群体为材料,对玉米类胡萝卜素相关产物进行了关联分析。主要研究结果如下： 1.分别在RNA水平和DNA水平上对关联群体RNA测序结果的准确性进行了验证。以基因组DNA为模板,对6个全基因组关联分析中发现的调控热点基因进行了扩增和序列分析,证明这些基因区的SNP位点在不同自交系间与RNA-seq得到的结果一致性均为90%以上。另外,还用授粉后15天的籽粒为样品,定量PCR的方法检测了2个转录因子bHLH和ARID及其调控的玉米醇溶蛋白基因在161个玉米自交系中的表达量,其结果与RNA-seq结果的相关性达到极显著水平。上述结果证明RNA测序结果较为准确,所得到的SNP标记与基因的表达量数据质量较高,可用于下一步的研究工作。 2.对多年多点的玉米类胡萝卜素合成途径中的关键产物含量进行了全基因组关联分析,有9种重要产物可检测到对其有显著影响的位点。对玉米类胡萝卜素合成途径中的关键产物含量和编码关键酶的基因的表达量进行相关性分析,检测到有8个基因与部分重要产物显著相关。同时,还对玉米类胡萝卜素合成途径中的28个关键酶基因进行了eQTL分析,其中10个基因具有顺式作用调控位点,3个基因具有远程调控位点。 此外,本研究使用包含368个玉米自交系的自然群体为材料,对玉米雄穗分枝数进行了关联分析。利用B73和一个雄穗无分枝的自交系pool-7构建F2：,群体和高代回交群体,对玉米雄穗分枝数进行了QTL定位。主要研究结果如下： 1.对关联分析群体的雄穗分枝数进行了多年多点的调查统计,将所有数据BLUP后,进行了全基因组关联分析。共检测到25个控制雄穗分枝数的位点,其中有17个位点位于之前定位的QTL区间内。 2.分别用F2：3群体和BC3F2群体对雄穗分枝数进行了QTL定位,共检测到7个QTL位点,分别位于第1、3、4、5、7和8号染色体上,其中7号染色体上检测到2个QTL位点。其中1号染色体上的259223788-260138854区间与7号染色体上的bnlg2259-umc2197区间在关联分析和QTL定位时都能检测到,且效应值较高。这个结果显示在1号染色体和7号染色体的两个区间极有可能存在对玉米雄穗分枝数显著作用的基因,为玉米雄穗分枝数基因的精细定位和克隆奠定了扎实的基础。
【关键词】：类胡萝卜素 雄穗分枝数 QTL定位 关联分析 eQTL
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S513
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 文献综述8-27
• 1.1 玉米相关性状的研究进展8-11
• 1.1.1 玉米雄穗分枝相关基因与QTL的研究现状8-10
• 1.1.2 VA生物合成途径的研究进展10-11
• 1.2 QTL/基因定位研究进展11-20
• 1.2.1 分子标记的发展及应用11-14
• 1.2.2 遗传连锁图谱的构建14-17
• 1.2.3 QTL/基因定位的原理和方法17-19
• 1.2.4 作物QTL/基因定位的研究概况19-20
• 1.3 关联分析方法在玉米中的应用及研究进展20-24
• 1.3.1 关联分析方法的原理和方法20-23
• 1.3.2 关联分析在玉米及其他作物中的应用及研究进展23-24
• 1.4 本课题的研究意义与创新24-27
• 第二章 实验材料与方法27-33
• 2.1 实验材料及作图群体的构建27-28
• 2.1.1 关联分析群体的构建27
• 2.1.2 玉米雄穗分枝数研究材料及群体的构建27-28
• 2.2 表型的测定28
• 2.3 植株基因组DNA的提取和基因型检测28-30
• 2.4 遗传连锁图谱的构建和QTL分析30
• 2.5 关联分析材料及标记的获得30-33
• 第三章 结果与分析33-53
• 3.1 RNA测序结果和表达量的验证33-34
• 3.1.1 部分SNP位点的验证33
• 3.1.2 两个玉米醇溶(zein)蛋白及其调控基因的表达量验证33-34
• 3.2 玉米籽粒类胡萝卜素产物的关联分析34-43
• 3.2.1 类胡萝卜素合成途径产物的全基因组关联分析34-37
• 3.2.2 类胡萝卜素产物与合成途径中关键基因表达量的相关性分析37-39
• 3.2.3 类胡萝卜素合成途径中关键酶基因表达量的关联分析39-43
• 3.3 玉米雄穗分枝数的关联分析和连锁分析43-53
• 3.3.1 玉米雄穗分枝数的全基因组关联分析43-46
• 3.3.1.1 雄穗分枝数多年多点数据的相关性分析43-44
• 3.3.1.2 雄穗分枝数的关联分析44-46
• 3.3.2 雄穗分枝数的QTL定位及分析46-53
• 3.3.2.1 遗传群体的构建及SSR标记鉴定48
• 3.3.2.2 雄穗分枝数的表型变异48
• 3.3.2.3 遗传图谱的构建与QTL定位48-51
• 3.3.2.4 回交群体的构建和雄穗分枝数表型的测定51-52
• 3.3.2.5 回交群体的基因型鉴定和QTL定位52-53
• 第四章 讨论53-56
• 4.1 对RNA测序结果的验证53
• 4.2 玉米类胡萝卜素产物的全基因组关联分析53-54
• 4.3 玉米雄穗分枝数的关联分析与连锁分析54-56
• 参考文献56-63
• 附表63-64
• 附图64-69
• 致谢69-70
• 个人简历70

【参考文献】

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本文编号：988232