高油玉米籽粒品質(zhì)性狀QTL定位及效應(yīng)分析.pdf

1、高油玉米以其優(yōu)良的加工品質(zhì)和多種用途而倍受人們青睞，并越來越具有廣闊的發(fā)展前景。玉米籽粒的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量均受微效多基因的控制，呈數(shù)量性狀變異。分子標記技術(shù)及理論的發(fā)展為高油玉米品質(zhì)的遺傳改良提供了一種可能的新方法，通過它可以檢測到控制復(fù)雜目的性狀遺傳變異的QTL，也可能對目標QTL進一步利用分子標記輔助選擇(MAS)以提高育種效率。 在本實驗室前期工作的基礎(chǔ)上，以高油玉米種質(zhì)By804與B73組配的298個F2 4家系及

2、213個RILs為材料，研究應(yīng)用近紅外漫反射光譜法測定高油玉米籽粒品質(zhì)性狀的可行性和方法，并利用SSR標記構(gòu)建高油玉米遺傳圖譜，采用多重區(qū)間定位法(MIM)對兩個不同群體籽粒的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量進行QTL定位、效應(yīng)分析和比較分析，同時與IHO遺傳背景的材料定位的籽粒品質(zhì)性狀QTL進行對比分析。對進一步開展籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量QTL的精細定位、相關(guān)基因的克隆和分子標記輔助選擇具有重要的指導意義。 本研究的主要結(jié)果如下：

3、 1、應(yīng)用光譜的主成分空間和傅里葉變換近紅外光譜技術(shù)，采用偏最小二乘同歸法(PLS)，建立了近紅外漫反射光譜測定高油玉米籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的定量分析模型，并對所建模型進行交義和外部驗證。模型的外部驗證決定系數(shù)分別為0.948、0.931、0.946，外部驗證誤差分別為0.307、0.429、0.645。本實驗所建立的各種定量分析模型具有較高的質(zhì)量，準確性與化學方法相當，提供了對同一樣品可同時分析籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的

4、方法，滿足對育種材料進行非破壞性的鑒定篩選和分子育種中對大量材料品質(zhì)分析的需要。 2、以By804與B73組配產(chǎn)生的包含298個株系的F<,2>群體和213個株系的RIL群體為材料，構(gòu)建了高油玉米分子標記連鎖圖，兩個群體的標記數(shù)分別為183(F<,2>群體)和179(RIL群體)，分別覆蓋玉米基因組1605.7cM和1913.9cM，標記間的平均距離分別為8.8cM利10.7cM。 3、利用OTL Cartographe

5、r V2.5軟件，以CIM檢測到的QTL為基礎(chǔ)模型，在P=0.05水平，進一步利用MIM方法驗證CIM的分析結(jié)果。F<,2:4>群體F<,7:8>群體共定位了28個影響高油玉米籽粒油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL，分布于除第10染色體外的其余9條染色體上。其中F<,2:4>群體三性狀共有18個QTL，F(xiàn)<,7:8>群體三性狀共有20個QTL，兩群體相同或相似染色體區(qū)間的QTL共8對，分布于1、4、6、7、8等5條染色體上。在F<,2:4>

6、群體控制油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL分別有7、5、6個，F(xiàn)<,7:8>群體中控制油分、蛋白質(zhì)和淀粉含的QTL分別有7、4、9個。兩群體中相同或相似染色體區(qū)間的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量QTL分別有4、1、5對。 4、加性效應(yīng)對玉米籽粒的油分和蛋白質(zhì)含量具有非常重要的作用，所有控制籽粒油分和蛋白質(zhì)含量QTL的增效基因均來自高油親本By804；顯性效應(yīng)對玉米籽粒的淀粉含量具有非常重要的作用，所有控制籽粒淀粉含量QTL的增效基因均來自普

7、通親本B73。 5、在F<,2:4>群體中分別有4、6個油分含量的QTL與宋秀芳研究中定位的F<,2>、F<,3>籽粒油分QTL具有相同或相似的染色體區(qū)段；在F<,7:8>群體分別有2、4個油分含量的QTL與宋秀芳研究中定位的F<,2>、F<,3>籽粒油分QTL具有相同或相似的染色體區(qū)段。分別有8、4、6個QTL與具有IHO遺傳背景的油分、蛋白質(zhì)和淀粉含量的QTL具有相同或相似的染色體區(qū)間。BHO與IHO具有不同的遺傳背景，但對

8、品質(zhì)性狀的長期提高選擇的結(jié)果是基因組反應(yīng)大部分發(fā)生在相同或相似的染色體區(qū)間。 6、在第1和第6染色體上各發(fā)現(xiàn)一個控制品質(zhì)性狀的QTL聚集的區(qū)域，表現(xiàn)一因多效或緊密連鎖效應(yīng)，這些區(qū)域的QTL在不同群體中表現(xiàn)穩(wěn)定或具有較高的遺傳變異，與這些QTL緊密連鎖的分子標記是可以作為品質(zhì)性狀分子標記輔助選擇的主要標記。 7、本研究中一些QTL定位在質(zhì)量性狀基因的區(qū)域或其附近，但一個QTL與一些已知的或可預(yù)測的候選基因是否同一，要對定位