甜玉米果皮厚度QTL的定位及上位性互作_于永涛
玉米株高主效QTL精细定位群体和株高QTL代换系的构建的开题报告
玉米株高主效QTL精细定位群体和株高QTL代换系
的构建的开题报告
本研究旨在精细定位玉米株高主效QTL，并通过代换系构建验证其
真实性。
研究背景：
玉米是我国最重要的粮食作物之一，其产量和品质直接影响我国的
粮食安全。
株高是影响玉米产量的重要因素之一，掌握株高遗传规律和
分子机制对于实现玉米高产优质具有重要意义。
前期研究发现，在B73
和Mo17杂交的F2代群体中存在一个主效QTL，SSC6-QTL10.2，对株高具有极显著的影响。
而在后续研究中，这一QTL的位置和其对株高的影
响大小均存在争议。
研究方法：
本研究将利用一个含有400个F2植株的群体，通过关联分析和突变体筛选的方法，精细定位SSC6-QTL10.2，并构建两个代换系，分别代换
B73和Mo17染色体6上的QTL区域，从而验证该QTL的真实性。
研究意义：
该研究将为揭示玉米株高调控的分子机制提供重要的遗传基础和分
子标记，有助于玉米高产优质的育种发展，具有重要的理论和实际意义。
同时，通过代换系的构建验证QTL的真实性，可以为后续的遗传分析提
供更可靠的依据，推进玉米株高QTL的精细定位与克隆。
玉米株高和穗位高的QTL定位
玉米株高和穗位高的QTL定位作者：郑克志李元瞿会闰伟张旷野宋茂兴吕香玲李凤海史振声来源：《江苏农业科学》2015年第05期摘要：利用以玉米自交系T319与9406为亲本构建的242个重组自交系（F8），对玉米株高和穗位高进行QTL（数量性状基因座位）分析，在第1、2、3、5、7、10染色体定位到6个株高QTL，位于umc2228与bnlg2295、bnlgl609与bn—lgl350、bnlg210与umcl045，可解释表型变异率12.13%、13.00%、111.58%，为株高主效QTL；在第1、10染色体上检测到2个穗位高主效QTL，位于umc2228-bnlg2295、bnlg210与umcl045，可解释表型变异率10.73%、16.92%。
位于umc2228-bnlg2295、bnlg210-umcl045的区域为株高和穗位高的一致主效QTL区间，这些位点的标记可进行株高和穗位高的株型改良分子标记辅助选择。
关键词：玉米；重组自交系；株高；穗位高；数量性状基因座位（QTL）中图分类号：S513.03 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2015）05-0061-02玉米株高和穗位高是玉米的主要农艺性状，自1968年Donald提出了作物理想株型的概念之后，玉米的株高和穗位高更是玉米理想株型的重要指标，株高和穗位高严重影响着玉米产量、抗倒伏性和生态适应性等。
研究表明，增加种植密度远比增加单株产量对玉米产量贡献大。
然而，株高和蕙位高太高造成种植密度下降，不抗倒伏，收获质量降低；过矮则会影响整个群体生长结构，易感病虫害，同化作用低下，最终影响生物产量。
因此，只有寻求二者的适当的组合，以得到株高穗位高合适的理想株型，才能获得高产品种。
随着分子标记技术的发展，有关株高、穗位高的QTL国内外已有很多研究报道，截至2015年1月，MaizeGDB网站（http//1N-DYW.maizegdb.or/）已经收录了314个株高QTL和43个穗位高QTL，这些QTL位点分布在基因组的10条染色体上。
主要农作物QTL定位和克隆研究进展
主要农作物QTL定位和克隆研究进展摘要：随着遗传图谱的日趋饱和QTL定位分析方法的日益完善，近年来农作物QTL的研究发展非常迅速。
本文首先从总体上对水稻、玉米、小麦、棉花、大豆这几个农作物的QTL定位作了简要的介绍，然后详细介绍了番茄、水稻、玉米被克隆出的几个QTL的克隆过程及基因功能，对整个QTL的分析方法作了系统的介绍。
关键词：QTL、定位、克隆、基因作物的许多农艺性状和经济性状是数量性状,研究作物数量性状的遗传对农作物育种具有十分重要的意义。
近几年，作物QTL定位和克隆发展迅速，本文详细阐述了主要农作物近几年的发展状况。
1.QTL定位研究进展QTL定位是检测分子标记和QTL间的连锁关系,估计QTL的效应利用分子标记进行遗传连锁分析,检测出QTL。
分子遗传学的发展和RFLP,RAPD,SSR,AFLP等分子标记技术的完善,加上日趋饱和的遗传图谱为工具和日益完善的QTL定位分析方法,已在许多作物上定位了不少QTL,并分析了各QTL的效应。
1.1 水稻水稻QTL的研究近年来发展非常迅速,已进行QTL定位的性状很多。
自Wang等[1]利用RFLP连锁图定位了水稻对稻瘟病有部分抗性的14个QTL以来,有关水稻QTL 定位的研究报道不断增加.目前,世界各国的科学家应用不同的群体,对水稻大多数性状进行了QTL定位,这些性状包括水稻的生育期、株高及其组成性状、产量及产量构成性状、谷粒外观品质、食味和营养品质等农艺性状、以及水稻种子的休眠性、水稻叶片叶绿素和过氧化氢含量等生理性状。
目前的数据表明水稻遗传图谱上的分子标记数已超过6000个,平均间距为75-100 kb,基本覆盖了水稻基因组的所有区域，为进一步精细定位及克隆提供了便利。
1.2玉米玉米的许多产量相关性状[2]，如穗长、穗粗、行数、行粒数等，国内外都进行了较为深入的研究，定位了大量的QTL位点，并分析了它们的遗传规律，为玉米育种提供了很好的指导意义。
玉米株型相关性状的QTL定位与分析
以玉 米 自交 系 Ｎ ６和 自交 系 Ｂ Ｔ—Ｉ为 亲 本 ， 用 Ｎ 利 ６× Ｂ Ｔ—ｌ 交 Ｆ 杂 的 单 株 连 续 自交 ， 用 单 粒 传 法 构 建 了 包 含 采 ２ ０个 家 系 的 Ｆ 代 ＲＬ群体 。分 别 于 ２ ０ ５ Ｉ ０７年 和 ２０ ０ ８年 ４月 将 亲本 自交 系 Ｎ 、 Ｔ一１和 ２０个 ＲＬ系 种 植 在 河 南 农 业 大 ６Ｂ ５ Ｉ 学科 教 园 区 ， 用 随 机 区组 设 计 ， 复 ３次 ， 系单 行 种 植 ， 采 重 家 每 行 １ ， 距 ０ ６ 株 距 ０ ２ 材料 成 熟 时 ， 个 家 系 ５株 行 ．７ｍ， ．６ｍ。 每
江苏农业 科学
２ １ 年第 ３ ０１ ９卷第 ２期
一 ２ ｌ一
李贤唐 ， 丁俊 强， 王瑞霞， 等．玉 米株型相关性状的 Ｑ Ｌ定位 与分析［ ］ Ｔ Ｊ ．江苏农业科学，０ １３ （ ）２ ２ ２ １ ，９ ２ ：１— ５
玉米 株 型 相 关 性状 的 Ｑ Ｌ定 位 与 分 析 Ｔ
李 贤唐 ，丁俊 强 ，王瑞 霞 ，吴建 宇
１ 材 料 与 方 法
１ １ 材 料 和 性状 的调 查 ．
致 。图谱覆盖 玉米 基 因组 １８６ ９ｅ 标 记 间平 均距 离 为 ２ ． Ｍ， ８ ８ｅ 第 １ ． Ｍ。 条连锁群标记问平均距离最大 ， １ ．８ｅ 第 为 ０ ８ Ｍ；
８条 连 锁 群标 记 间平 均 距 离 最 小 ， ７ ６ Ｍ。 为 ． １ｅ
１ ３ 遗 传 图谱 的 构 建 ．
五 至 六 叶期 取 亲 本 、 ，ＲＬ家 系 叶 片 ， 用 Ｓ Ｓ法 提 Ｆ 、Ｉ 利 Ｄ
取 并 纯 化 总 Ｄ Ａ 根 据 玉 米 基 因 组 数 据 库 （ ｔ ／ ｗ ｗ Ｎ 。 ｈｔ ／ ｗ ． ｐ ｍ ｉ ｇ ｂ ｏ ） 供 的 引物 序 列 ， 取 均匀 分 布 于 １ 染 色体 ａ ｅｄ ．ｒ 提 ｚ ｇ 选 ０条 上 的 ６ ０对 Ｓ Ｒ引 物 ， 选 出在 亲 本 间 有 多 态 性 的 ２３对 共 ０ Ｓ 筛 １ 显 性标 记 ， 用 其 中 多 态 性 稳 定 的 ２ ７对 标 记 对 重 组 自交 系 采 ０
不同环境条件下玉米穗部和籽粒性状的QTL定位及玉米穗行数主效QTL的验证共3篇
不同环境条件下玉米穗部和籽粒性状的QTL定位及玉米穗行数主效QTL的验证共3篇不同环境条件下玉米穗部和籽粒性状的QTL定位及玉米穗行数主效QTL的验证1玉米是我国的一种重要粮食作物，其穗部和籽粒特征的遗传机理一直是科学家们关注的主题之一。
本文利用地理和季节环境的变化，开展了QTL定位实验，并验证了玉米穗行数主效QTL的作用。
实验使用了两个不同品种的玉米进行杂交，分别是Zea mays L. var. Yanhe and Zea mays L. var. Lvhe。
产生的杂交子代在不同环境条件下进行观测，运用复合区间映射策略确定穗部和籽粒性状的QTL位置。
结果显示，穗部和籽粒性状的QTL位置受环境条件的影响较小，说明这些特征是受基因影响较大的。
此外，我们在多个环境下确定了一个穗行数主效QTL的位置，并在不同代际中验证了这一QTL的有效性。
通过这些结果，我们得出玉米垂直上的穗行数主效QTL位于12号染色体上，为QTL12。
不同环境条件下，穗行数主效QTL的作用类似，但不同环境下的名义和实际贡献略有不同。
综上所述，本文研究了玉米穗部和籽粒特征的遗传机理，并针对性地探讨了不同环境条件下的QTL定位问题。
鉴于实验结果，穗行数主效QTL是玉米产量增加的有效途径，其对玉米栽培具有指导意义本研究利用不同品种的玉米进行杂交，并在不同环境条件下实施QTL定位实验，揭示了玉米穗部和籽粒特征的遗传机理。
结果显示，穗部和籽粒性状的QTL位置受环境条件的影响较小，说明基因在其中起到关键作用。
同时，鉴定出穗行数主效QTL位于12号染色体上，为QTL12，其对玉米产量增加具有明显作用。
这对于指导玉米的栽培具有重要意义不同环境条件下玉米穗部和籽粒性状的QTL定位及玉米穗行数主效QTL的验证2随着现代生物技术的发展，基因定位和基因功能的研究已经成为生物学的重要研究方向之一。
基因位点的关联分析在作物遗传育种中具有重要意义，可以为作物遗传改良提供基础信息。
玉米花期、株型、产量性状QTL定位及分析的开题报告
玉米花期、株型、产量性状QTL定位及分析的开题报告摘要玉米作为我国的主要粮食作物之一，对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
本研究旨在利用简单序列重复（SSR）标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位，探究其遗传基础和发育过程，为玉米的选育和生产提供参考。
关键词：玉米；SSR标记；花期；株型；产量性状；QTL定位一、研究背景和意义玉米（Zea mays L.）是全球重要的粮食作物之一，中国是世界最大的玉米生产国之一，对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
近年来，随着生物技术的发展，以分子标记为手段进行玉米遗传育种的研究不断深入，其中，QTL（Quantitative Trait Loci）定位技术为玉米分子育种提供了强有力的手段。
花期、株型、产量性状是玉米重要的农艺性状，其研究具有重要的理论和实际意义。
其中，花期是玉米的一项主要农艺性状，掌握玉米的花期对于选择最佳的栽培日期、防止不同花期的品种自交等均有重要作用；株型是指玉米植株的生长型态和特征，是影响玉米产量的重要因素之一，通过研究玉米株型的遗传机制，可以为玉米的优良品种选育提供理论指导；产量性状是玉米育种中的重要目标，研究其遗传机制、发育过程和影响因素，可以为玉米产量的提高提供科学依据。
二、研究目的和内容本研究旨在利用简单序列重复（SSR）标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位，探究其遗传基础和发育过程，为玉米的选育和生产提供参考。
具体研究内容如下：1. 收集与整理相关基础数据，包括不同玉米品种的花期、株型、产量等信息，为选育和分析提供数据基础。
2. 通过对不同玉米品种的SSR标记分析，确定不同基因型间的遗传差异，进一步筛选与花期、株型、产量性状密切相关的SSR标记。
3. 利用QTL定位技术，对不同功能性状的相关SSR标记进行定位，分析其遗传距离和遗传力度，并进一步筛选与不同性状相关的显著QTL。
甜玉米果皮厚度主基因+多基因遗传效应分析
甜玉米果皮厚度主基因+多基因遗传效应分析刘鹏飞;蒋锋;乐素菊;张姿丽;陈青春;张媛;王晓明【摘要】[目的]研究甜玉米果皮厚度的遗传模式,为甜玉米品质改良和分子标记辅助选择提供理论依据.[方法]以果皮厚度有显著差异的甜玉米自交系T4和T19为亲本配制杂交组合,用主基因+多基因混合遗传模型及P1、P2、F1、B1、B2和F2共6个世代联合分析的方法,对甜玉米果皮厚度性状进行分析.[结果]果皮厚度的最适遗传模型为D-2,即1对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传；主基因遗传率大于相应分离世代的多基因遗传率,B1、B2、F2群体的主基因遗传率分别为59.65％,55.17％和65.24％,多基因遗传率分别为37.84％,41.40％和32.65％,主基因的加性效应值为-27.186 4,多基因的加性效应值为0.289 5,显性效应值为5.742 3.[结论]甜玉米果皮厚度以主基因遗传为主,育种中既要重视利用主基因,也要考虑多基因对性状的影响.【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(041)007【总页数】6页(P43-48)【关键词】甜玉米;果皮厚度;主基因+多基因;遗传效应【作者】刘鹏飞;蒋锋;乐素菊;张姿丽;陈青春;张媛;王晓明【作者单位】仲恺农业工程学院农学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院农学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院农学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院农学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院农学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院作物研究所,广东广州510225【正文语种】中文【中图分类】S513.032甜玉米因其具有独特的营养价值和特有的风味而被誉为“果蔬型玉米”，倍受消费者青睐[1]。
玉米开花期性状的QTL及杂种优势位点定位
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｆｌ ｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎｇ ｉ Ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐｏｒ ｔ ａ ｎｔ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ｉ ｎ ｍａ ｉ ｚ ｅ ｅ ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｄａ ｐｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．Ｄｉ ｓ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏｆ ｈｅ ｔ ｅ ｒ ｏｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｌｏｗｅ ｆ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ （ Ｓ Ｓ Ｓ Ｌ ｓ ） ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ ｂ ｒ ｅ ｄ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｘ ｕ １ ７ ８ ａ ｓ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｂ ｒ ｅ ｄ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｚ ｏ ｎ ｇ ３ ａ ｓ
１ ，
河 南农业 大学农 学 院，河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ２ ； 河南 省新 乡市农业 科学 院，河 南新 乡 ４ ５ ３ ０ ０ ３
摘 要 ：开花 期是 玉米 进化 和适 应过 程 中的重 要性 状 ，明确 开花 期 杂种 优势 的遗传 机 制对 培育 适应 不 同生态 区 的优 良玉米 品种 具有重 要 的意义 。 本研 究利 用 以许 １ ７ ８为受 体，综 ３为供体 构建 的包 含 ２ ０ ３个 Ｓ Ｓ Ｓ Ｌ的单 片段代换 系群 体
及 其与 许 １ ７ ８的测 交群 体，通过 ２年 ３个试 点玉 米开 花期性 状（ 散 粉期 、吐 丝期 和散粉 至吐 丝间 隔）Ｑ Ｔ Ｌ和 杂种优 势
位 点（ Ｈ Ｌ ） 分 析，分别 鉴定 出 ４ ０个 开花 期相关 性状 的 ＱＴ Ｌ和 ３ ７个 开花 期相 关性 状 的 ＨＬ 。其 中 ６个 Ｑ Ｔ Ｌ和 ４个 ＨＬ 在 ３个地 点被 同时 检测 到 。在 所检 测到 的染色 体 区段 中，１ １ 个 区段 同时 包含调 控开 花期 的 Ｑ Ｔ Ｌ和 ＨＬ。ｉ 亥研究 为进
玉米种子活力相关性状的QTL定位及遗传效应分析
ｍａｉｚｅ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｍａｐ
ｃｏｎｔａｉｎｓ １ ７ １ ｍａｒｋｅｒｓ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｈｉｃｈ ｃｏｖｅｒｅｄ １ ０ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ
ｍａｉｚｅ．Ｔｈｅ ｅａｃｈ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｉｓ ３２０．４，２６３．９，２８７．５，２０１．７，２８８，２２４．４，１２２．９，
ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ＱＴＬ ｂｅｔｗｅｅｎ ５．６％ａｎｄ １ ５．６％．Ｔｈｅ ｑＶｌ３ ｗｈｉｃｈ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｈａｓ
ａ
ｍａｘｉｍｕｍ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ １ ５．６％．Ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，
河南农业大学２０１ ２届硕士学位论文
和ｑＶＩＦＩＯ，位于相邻的标记区间内。在老化处理６天下，控制发芽势、发芽率、发芽指数和 活力指数的ＱＴＬ均在第１０染色体上被检测到，ｑＧＰＳＩＯ、ｑＧＩＳｌＯ和ｑＶＩＳＩＯ都位于标记区间 ｕｍｅｌ６４８－ｕｍｃｌ６６７，位置相同，可能是一个ＱＴＬ，表现出一因多效的作用。 ４．在不同温度环境下，检测到了４对影响种子活力性状的ＡＡ上位性效应，且均达到了 极显著水平。这４对ＱＴＬ均表现为非加性效应，但都共同表现为加加上位性效应，表明上位 性作用在不同温度环境下对种子活力起着重要作用。在不同老化处理条件下，共检测到１１ 个与种子活力相关的ＱＴＬ力ｎ性效应及加性×环境（ＡＥ）互作效应，２对与种子活力相关的ＡＡ 上位性效应，分别位于第１、３、４、８和１０条染色体上，贡献率在２．４９％．７．２１％之间，控制发 芽势的ｑＧＥｌ．３贡献率最大。在第１染色体上的ｑＧＥｌ．３、ｑＧＲｌ．３、ｑＧｌｌ．３、ｑＶｌｌ－３均在标记区 间ｕｍｅｌ５６８－ｂｎｌ９１００７Ｉ内，位置相同或相近，可能是一个基因或表现为紧密连锁，增效基因均 来自豫８２。在第８染色体上ｕｍｅｌｌ２１．ｍｍｅ０１８１标记区间内，同时检测到控制发芽势、发芽率、 发芽指数和活力指数的ＱＴＬ，且ＰｑＧＥＳ．９、ｑＧＲ８．９、ｑＧｌ８－ｇｆｆｌｌｑＶｌ８－９，增效基因均来自沈１３７。 ５．在不同天数老化处理下，亲本豫８２和亲本沈１３７在不同老化处理后，表现出不同 的抗老化性，亲本豫８２在发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和苗长等种子活力相关性 状上均比亲本沈１３７表现出较强的抗老化性。利用ＲＩＬｓ群体定位的结果表明，在老化处理 初期，两亲本对种子活力相关性状都有不同的增效作用。但是，随着老化时间的延长，增效 基因越来越多的来自活力较强的亲本豫８２。因此，在配制杂交组合时，利用豫８２做亲本， 再通过分子标记辅助选择，利用杂交、回交等育种手段，就可以配制出强优势的杂交组合。
甜玉米子粒果皮厚度变化规律的研究
甜玉米子粒果皮厚度变化规律的研究周淑梅 李小琴 孙秀东 摘 要 针对我国目前甜玉米育种的问题—果皮厚、柔嫩度差,本试验以超甜玉米、普甜玉米和普通玉米等3种不同基因型的7个玉米自交系、4个杂交种作研究材料,在摸索甜玉米果皮厚度测定方法的基础上,对甜玉米果皮厚度的变化规律作了较系统的研究。
结果表明,在甜玉米子粒发育过程中,果皮厚度呈抛物线状动态变化。
即授粉后随着子粒发育果皮逐渐变厚,到乳熟后期或蜡熟期达最大值,然后随子粒脱水,果皮细胞排列紧密而变薄。
关键词甜玉米;果皮厚度;品质;变化规律目前,我国许多甜玉米品种的可溶性糖含量、W SP含量已达到较高水平,但果皮厚度却不太理想。
许多甜玉米品种可溶性糖含量较高、香味浓,但柔嫩度不够,果皮较厚、残渣较多、口感较差,严重影响其品质。
果皮厚度是我国目前甜玉米品种的首要限制因子[1]。
本试验以3个不同类型玉米为材料,研究授粉后子粒果皮厚度的变化。
1 材料与方法111 供试材料选用3种不同基因型的、柔嫩度及甜度有较大差异的7个玉米骨干系L104、L183、L311、LE13、LE05、Mo17和HZ85做亲本,配制4个杂交组合: L183×L104、L311×L104、LE05×LE13、HZ85×Mo17,以这些自交系及F1组合作为玉米果皮厚度变化规律的研究材料。
其中L104和L183是从美国甜玉米品种中选育的二环系,L311是选自泰国甜玉米品种的二环系,Mo17和HZ85为华中农业大学玉米室提供,其他均为华南农业大学甜玉米课题组自选5～6年的高代稳定自交系。
112 材料的种植及取样2005年秋,配制4个F1杂交组合,繁殖亲本自交系。
2006年春、秋季,分别在华南农业大学试验作者简介:周淑梅,山东农业大学生命科学学院,271000,山东泰安李小琴(通讯作者),华南农业大学农学院孙秀东,山东农业大学园艺科学与工程学院收稿日期:2007-11-09场选取地力均匀一致的地块种植供试材料,顺序排列,每份材料种200株,行距0167m,株距0133m。
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作物学报
第 41 卷
玉米籽粒的厚果皮在抵御某些病害对籽粒内部 的侵入时也能发挥重要作用[3]。普通玉米籽粒果皮 厚 度 (57~182 μm) 远 远 高 于 其 野 生 近 缘 种 大 刍 草 (25~30 μm), 也是现代人工育种和自然抗性选择的 结果[4]。因此在普通玉米中果皮厚度也是籽粒抗病 性的一个重要指标。
玉米遗传学家们利用经典遗传学方法分析了玉 米果皮厚度的遗传特征, 发现其属于数量性状, 且 具有相当高的狭义遗传力(55%~82%)[5-8], 受环境变 化影响小[9]。遗传方式涉及加性效应、显性效应及显 著的上位性效应[5-7,10], 以主基因遗传效应为主[11]。控 制玉米果皮厚度的基因位点在 1.4~5.9 个之间[7]。因 此, 相对于其他数量性状而言, 控制果皮厚度的基 因位点及其遗传效应可能更容易通过分子手段鉴定 和分析。
种选育的优良甜玉米自交系, 果皮薄(56.565 μm), 爽脆度高, 皮渣率低, 甜度高, 适口性好。1021 为利 用甜玉米和普通玉米杂交并回交选育得到的甜玉米 自交系, 果皮较厚(100.234 μm)。以日超-1 作母本, 1021 作父本, 配制杂交组合 F1, 以日超为轮回亲本 回交 1 次, 然后自交 1 次, 构建成包含 190 个家系的 BC1F2 作图群体。亲本和家系材料均种植在广东省农 业科学院白云试验基地。 1.2 果皮厚度的测定
甜玉米果皮厚度 QTL 的定位及上位性互作
于永涛 李高科 祁喜涛 李春艳 毛笈华 胡建广*
广东省农业科学院作物研究所 / 广东省农作物遗传改良重点实验室, 广东广州 510640
摘 要: 果皮厚度是影响甜玉米口感的一个重要因素。发掘果皮厚度的基因资源、了解玉米果皮厚度的遗传机制, 是 指导其育种的基础。本研究以日超-1 (薄果皮, 56.57 μm) × 1021 (厚果皮, 100.23 μm)的 190 个 BC1F2 家系为作图群体, 分别采用 2 种遗传模型检测 QTL。基于复合区间作图(CIM)共检测到 3 个影响果皮厚度的 QTL, 位于 3.01、6.01、8.05 区段, 分别解释 8.6%、16.0%和 7.2%的表型变异, 其中 3.01 和 8.05 处 QTL 以加性效应为主; 基于混合线性 CIM 模 型(MCIM)共检测到 5 个影响果皮厚度的 QTL, 其中除 8.05 处 QTL 为加性 QTL 外, 另有 2 对加×加上位性互作 QTL, 1 对是 2.01 和 6.05 处 QTL 之间的互作, 另 1 对则是 5.06 和 6.01 处 QTL 间的互作。这 2 对互作 QTL 分别解释了 6.63% 和 12.48%的表型变异率。本结果表明, 加性效应和上位性互作效应等都在果皮厚度的形成和遗传中起重要作用。能 够检测 QTL 上位互作的 MCIM 模型更适用于果皮厚度 QTL 定位。本研究还在其中 4 个 QTL 的区域内分别检索到胚乳 中色素合成以及细胞转变的相关候选基因, 这些基因的表达是否与果皮厚度的变异有关值得进一步研究。 关键词: 甜玉米; 果皮厚度; QTL; 上位性互作
有关玉米果皮厚度分子 QTL 定位和遗传方式的 研究报道较少。Wang 等[12]利用 RFLP 标记曾对 1 个 甜玉米 RIL 群体进行过果皮厚度 QTL 定位, 分别在 第 1、第 2 和第 6 染色体上检测到相应 QTL, 但多年 来一直未有后续研究报道。近年来 Choe 等[8]利用韩 国糯玉米种质对果皮厚度也进行了 QTL 检测, 然而 这 2 项研究获得的 QTL 区域互不相同, 且但没有检 测到 QTL 间上位性互作效应。
Crop Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Provincial Key Laboratory of Crops Genetics and Improvement, Guangzhou 510640, China
Abstract: Pericarp thickness is of great importance to the sensory quality of sweet corn. Mining the gene for pericarp thickness and understanding its genetic mechanism can provide a base for instructit locus (QTL) for pericarp thickness was detected based on two genetic models using a population comprising 190 BC1F2 families derived from the cross of Richao-1 (thin pericarp, 56.57 μm) ×1021 (thick pericarp, 100.23 μm) in the present study. Three QTLs for pericarp thickness were identified on bin 3.01, 6.01, and 8.05 using the Composite interval mapping (CIM) method, explained 8.6%, 16.0%, and 7.2% of phenotypic variation, respectively. Based on the MCIM (mixed-model based CIM) method, we identified five QTLs for pericarp thickness, comprising one additive QTL and two pairs of epistatic QTLs. The additive QTL was located on bin 8.05. Additive × additive epistatic effects for pericarp thickness were showed between QTL in 2.01 and QTL in 6.05 with estimated 6.63% of the phenotypic variation and between QTL in 5.06 and QTL in 6.01 with the estimated phenotypic variation of 12.48%. The results indicated that epistasis and additive effects play an important role in the genetic basis of pericarp thickness. The MCIM model with the ability to detect epistatic QTLs is more suitable for pericarp thickness QTL mapping. In addition, candidate genes encoding proteins that play important role for pigment biosynthesis and cell transformation in endosperm were contained in four QTL regions of all, suggesting the likely relations between the expressions of these candidate genes and pericarp thickness variation. Keywords: Sweet corn; Pericarp thickness; QTL mapping; Epistasis
本研究利用 SSR 标记方法检测果皮厚度性状 QTL, 期望能获得新的影响果皮厚度的 QTL, 并在 分子水平上检测到上位性互作等遗传效应的存在, 为玉米果皮厚度分子标记辅助育种(MAS)提供基因 源, 同时也为解析果皮厚度的遗传机制提供一些新 的资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料与群体构建 日超-1 是本课题组利用从日本引进的商业杂交
根据性状遗传效应的不同, 适用的统计遗传模 型也不同[19]。由于果皮厚度性状的遗传特征仍不明 确, 因此本研究先后采用 2 种不同的遗传模型来检 测 QTL。
在人工授粉后 25 d 取鲜苞, 置–3~ –4℃冰柜, 冷冻备用。参照李余良等[13]的方法, 取冷冻后的鲜
苞, 剥去苞叶, 选取果穗中部籽粒, 在解冻之前用 刀片切下一小条籽粒顶部的果皮。用镊子选取双皮 层、不粘糊粉层的果皮切片, 蘸水侧放, 紧贴在载玻 片上, 用显微测微尺读取观测值并换算成果皮厚度 值。以每个家系材料 10 个籽粒重复测定, 取其平均 值。利用 SPSS v11.5 软件包(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)分析基本统计量, 符合正态分布则可用于 QTL 检测。 1.3 基因型鉴定和连锁图构建
Mapping and Epistatic Interactions of QTLs for Pericarp Thickness in Sweet Corn
YU Yong-Tao, LI Gao-Ke, QI Xi-Tao, LI Chun-Yan, MAO Ji-Hua, and HU Jian-Guang*
在幼苗期剪取幼嫩叶片, 利用 CTAB 法提取基 因组 DNA[14]。从 MaizeGDB 数据库选取均匀分布在 玉米基因组中的 SSR 标记鉴定基因型。通过 PCR 筛 选家系间有清晰多态性差异的标记以检测基因型。 PCR 产物经 6%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 银染[15], 带型与日超-1 相同的记为 A, 与 1021 相同记为 B, 杂合的记为 H。在统计每个 SSR 标记多态性带型的 基础上, 排除偏分离严重及无法连锁的标记, 用 MAPMAKER/EXP v3.0 软件[16-17]构建遗传连锁图谱, 用 MapChart v2.1 软件[18]绘图。 1.4 QTL 定位及遗传效应分析