玉米莖稈抗倒相關(guān)性狀的遺傳效應(yīng)分析.pdf

1、玉米莖稈倒伏是影響玉米高產(chǎn)及限制機械化收獲的主要因素。莖稈強度是評價玉米倒伏的重要指標(biāo)，同時莖稈纖維組分又具有增強莖稈機械強度的功能。因此研究玉米莖稈強度和纖維品質(zhì)性狀的遺傳基礎(chǔ)，對玉米抗倒伏育種具有重要的現(xiàn)實意義。本研究結(jié)合關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析，對兩年兩點的莖稈強度性狀、纖維品質(zhì)性狀及其它抗倒伏相關(guān)性狀進行表型測定，利用Genotyping By Sequence(GBS)方法進行基因型分析獲得高通量的SNP標(biāo)記，結(jié)合表型數(shù)據(jù)對抗倒伏性

2、狀進行QTL定位分析，研究結(jié)果如下:
　　1.對自然群體抗倒伏性狀進行表型鑒定發(fā)現(xiàn)，莖稈強度性狀在不同年份和密度下的變異系數(shù)范圍為19.04％～32.72％，纖維品質(zhì)性狀的變異系數(shù)范圍為7.97％～45.47％。因此，莖稈強度和纖維品質(zhì)性狀的變異程度均較大，表型多樣性均較豐富。對自然群體莖稈強度和纖維品質(zhì)性狀在兩個種植密度四個環(huán)境下均表現(xiàn)優(yōu)良的自交系進行篩選，纖維素含量均表現(xiàn)較高的自交系有P138、W222和AHU9;莖稈穿刺強度

3、均表現(xiàn)較強的自交系有6103、BM、M131-5、W222和XF27;莖稈彎折強度均表現(xiàn)較強的自交系有WIL901、自330和陜89。
　　2.利用10，684個高通量SNP標(biāo)記對自然群體兩年抗倒伏性狀的表型數(shù)據(jù)進行全基因組關(guān)聯(lián)分析表明，莖稈穿刺強度、莖稈彎折強度、纖維素含量、半纖維素含量、木質(zhì)素含量、可溶性糖含量、第三節(jié)間長、第三節(jié)間粗、第四節(jié)間長和第四節(jié)間粗兩年分別檢測到92、152、79、66、94、65、85、160、62

4、和88個關(guān)聯(lián)位點，單個位點可解釋的表型變異范圍為7％～30％。利用BLUP值進行定位分析表明，莖稈穿刺強度、莖稈彎折強度、纖維素含量、半纖維素含量、木質(zhì)素含量、可溶性糖含量、第三節(jié)間長、第三節(jié)間粗、第四節(jié)間長和第四節(jié)間粗分別檢測到9、52、26、19、21、17、60、35、75和51個關(guān)聯(lián)位點。對BLUP前后的定位結(jié)果比較，有15個關(guān)聯(lián)位點與多個環(huán)境的共位點一致。
　　3.對同一性狀的共定位區(qū)段、多個性狀的共定位區(qū)段、BLUP重

5、復(fù)定位的位點以及與前人共同定位的位點進行候選基因搜索，分別發(fā)現(xiàn)8、19、24和12個候選基因，這些基因可能對莖稈強度有重要作用或者參與纖維素和木質(zhì)素的生物合成過程。
　　4.利用7，278個bin標(biāo)記構(gòu)建總長度為2568.99cM、標(biāo)記間平均遺傳距離為0.35cM的高密度遺傳圖譜，對RIL群體兩年所有表型性狀進行連鎖分析表明，莖稈穿刺強度、莖稈彎折強度、纖維素含量、半纖維素含量、木質(zhì)素含量、可溶性糖含量、第三節(jié)間長、第三節(jié)間粗、第

6、四節(jié)間長和第四節(jié)間粗兩年分別檢測到5、5、6、6、6、5、3、4、5和7個QTL位點，單個QTLs可解釋的表型變異范圍為1.39％～24.14％。利用BLUP值進行定位分析表明，莖稈穿刺強度、莖稈彎折強度、纖維素含量、半纖維素含量、木質(zhì)素含量、可溶性糖含量、第三節(jié)間長、第三節(jié)間粗、第四節(jié)間長和第四節(jié)間粗分別檢測到3、2、3、2、2、3、1、1、1和3個QTL位點，其中，共檢測到16個QTL位點與單個環(huán)境一致。
　　5.通過比較兩種

7、方法的定位結(jié)果，共定位到11個與抗倒伏性狀相關(guān)的鄰近QTL位點。利用BLUP值比較兩種方法的定位結(jié)果，關(guān)聯(lián)分析定位到的2個位點在連鎖分析定位到的位點的區(qū)間范圍內(nèi)，分別為RIL群體檢測到的與莖稈穿刺強度相關(guān)的qRPR1-1，位于bin1.07，物理位置為222.2Mb，物理區(qū)間范圍為216.33～225.72Mb，自然群體中檢測到的chr1_220792711位點在該區(qū)間范圍內(nèi)和RIL群體中檢測到與纖維素含量相關(guān)的qCEL3-1，位于bi