玉米萌发期和苗期耐冷性遗传基础研究

发布时间：2018-05-13 20:22

本文选题：玉米 + 萌发期　；参考：《华中农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：玉米生长发育的早期阶段对低温十分敏感,该阶段低温会发生延迟型冷害,如出现出苗率降低、苗矮、根系发育迟缓、叶片面积减少、光合效率下降等现象,严重时会造成大面积死亡,极大地影响玉米种植区域和生产潜力。本实验在大田和室内两种环境条件下利用冷敏感亲本“K932”和耐冷亲本“美C”构建的F2:3群体研究萌发期和苗期耐冷遗传基础,并对这两个时期遗传基础进行比较研究,试图解析玉米在生长发育早期阶段耐冷遗传机制。主要研究结果如下:1.在大田和室内两种环境下用相对出芽率(RGR)、相对出苗率(RSR)、叶绿度(LGD)、叶片卷曲度程度(LRD)、地上部含水量(WCS)、根茎比(RRS)和可溶性糖含量(SSC)等耐冷指标鉴定了F2:3群体的耐冷性。在两个时期耐冷亲本美C耐冷性表现均优于冷敏感亲本K932,并且美C与K932之间SSC差异达到极显著水平。同时,在所有性状中F2:3群体不同家系之间的变异幅度较大,并且均符合或接近正态分布。萌发期阶段相对出芽率(RGR)与相对出苗率(RSR)呈现极显著正相关(r=0.39)。在苗期,LGD与LRD1、LRD与WCS之间相关性达到极显著,相关系数分别为0.50、0.29。总体上看,萌发期与苗期耐冷性状间相关程度不高,反映出二者的遗传基础可能不同。2.利用152对双亲多态性SSR标记构建了分子连锁图谱。该连锁图谱覆盖玉米10条染色体,10个连锁群总遗传距离达到1958.2cM,平均标记间距12.88cM。两个时期共检测到14个控制玉米早期耐冷性QTLs,控制萌发期和苗期QTL数目分别为5个和12个,这些位点分布在第1、2、3、7、8、10染色体上,且单个QTL能解释的表型变异在5.75%到25.29%之间。两个时期共同定位到3个QTL位点,umc1774-phi265454、umc1495-umc1717和umc1983-bnlg1022,其中区间umc1774-phi265454多次定位到且贡献率较高,说明可能存在某些主效基因在两个时期耐冷过程均起到重要作用,并且加密标记后定位结果也验证了这一结论;然而,还有大多数位点只分别控制萌发期(2个)和苗期(9个)耐冷性,这一结果反映了这两个阶段的遗传机制的存在不同。从QTL的作用方式进行分析发现,大多数QTL(11/14)均表现部分显性或超显性效应,表明杂种优势在玉米早期耐冷占据着重要的地位。3.利用前期苗期耐冷性关联分析显著位点预测到的10个候选基因在两个亲本及其杂种中进行了不同低温处理时间下的表达量分析。研究发现,这些候选基因在冷胁迫环境下均受到不同程度的诱导表达。大部分基因在冷敏感亲本K932中没有受到低温诱导,而在杂种中大部分基因在冷胁迫处理后明显上升表达,低温也诱导了少数基因在耐冷亲本中的上升表达,这一结果进一步表明杂种优势的在玉米苗期耐冷中的重要作用。总之,玉米的耐冷性是受多基因控制的数量性状,早期不同生长阶段的遗传基础不同,但杂种优势在两个阶段耐冷中发挥重要作用。同时,本研究获得的与耐冷基因紧密连锁的分子标记可为后期精细定位和克隆主效耐冷QTL以及玉米耐冷分子标记辅助育种提供参考。
[Abstract]:The results were as follows : 1 . The relationship between chilling resistance ( RGR ) , leaf curl ( RSR ) , leaf green degree ( LGD ) , leaf curl degree ( LRD ) , ground water content ( RSR ) , root stem ratio ( RRS ) and soluble sugar content ( SSC ) were significantly higher than that of cold sensitive parent K932 .

【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513

【参考文献】