玉米苗期耐旱相关性状的遗传分析

发布时间：2020-09-09 18:42

　　 玉米已成为我国第一大粮食作物,受生产条件所限,我国玉米主要分布在雨养农业地区,因为干旱而造成的减产更为突出。例如,我国北方春玉米地区春旱时有发生,胁迫程度加重往往导致大面积的玉米缺苗或后期生长发育受到严重影响。由于不同品种的苗期耐旱性存在差异,因此培育耐旱的玉米品种是解决苗期遇旱问题的有效途径。加强玉米苗期耐旱性的遗传基础解析和重要基因发掘,可为玉米抗旱分子育种提供理论和技术支持。本研究对27个玉米材料进行耐旱性鉴定,筛选出了两个耐旱性差异明显的两个自交系——黄早四和旅28。并选取黄早四和旅28所构建的重组自交系(RIL)群体,在干旱胁迫和正常水分两种水分处理下调查鉴定玉米苗期相关性状,并结合高密度的BinMap图谱进行QTL分析,发掘玉米苗期耐旱的主效QTL,阐明玉米苗期耐旱QTL的遗传效应。同时选取313份玉米自交系构成的关联分析群体在水、旱条件下进行了苗期耐旱性相关性状的全基因组关联分析,发掘玉米苗期耐旱的位点和基因。所获得的主要结论如下：1.黄早四和旅28苗期在耐旱评分、相对含水量、地上部生物产量、根部生物产量等性状上有着明显的差异。对NAM亲本自交系的耐旱性鉴定结果显示,黄早四属于中等耐旱材料,而旅28的苗期耐旱性最差,在同等土壤水分条件下最早的出现叶片萎蔫卷曲。2.黄早四和旅28构建的重组自交系(RIL)群体包含有126个家系,利用在全基因组范围获得的2091个Bin构建的高密度的BinMap图谱,对干旱胁迫下的相对含水量、叶片卷曲时间以及干旱胁迫和正常水分条件下的地上部生物产量、根部生物产量及其耐早系数等性状进行了QTL分析。结果表明,在第2染色体和第4染色体发现两个控制相对含水量的QTL,等位变异分别来自黄早四和旅28。在第1、2、5号染色体上分别发现了3个控制叶片卷曲时间的QTL,等位变异全部来自黄早四。在第5染色体上发现了一个控制地上部生物产量的QTL,等位变异来自旅28。在第1、10染色体上发现了2个控制根冠比的QTL,等位变异分别来自黄早四和旅28。在第5染色体上发现一个控制地上部生物产量耐旱系数的QTL。在第1染色体上发现了一个控制根部生物产量的QTL。3.以耐旱评分为标准,对各个性状的相关性分析和回归分析结果显示,相对含水量和叶片卷曲时间这两个生理性状与苗期耐旱性的相关性更高,而形态指标与苗期耐旱性的相关性较低。生理性状是评价鉴定玉米苗期耐旱性的可靠指标。在控制这两个性状的QTL区段内分别发掘出5个已经报道的与干旱响应相关基因,这10个基因可以作为候选基因进行下一步的深入研究。4.玉米苗期耐旱性的全基因组关联分析共检测到61个显著的SNP位点,在染色体的一些区域显著的SNP成簇富集出现,这些区域包括第1染色体上72,800,194-80,663,599区域,第10染色体81,051,543-82,335,038区域,第6染色体136,006,812-136,016,953区域,第5染色体189,039,722-211,513,324区域。第1和第5染色体上的基因组区域是玉米苗期耐旱的重要区段,并在第5染色体上PZA00500.5标记附近鉴定出两个重要的候选基因(GRMZM5G857944和GRMZM2G085945)。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S513

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本文编号：2815327