玉米雄穗穗颈长QTL初步定位

作     者：李晓娜 

作者单位：沈阳农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李凤海

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：玉米 雄穗穗颈长 相关分析 通径分析 BSA法 QTL初步定位 

摘      要：玉米雄穗是玉米的一个重要器官,与产量密切相关。通常玉米雄穗产生的花粉量要远远多于授粉所需量,导致大量能量丢失；同时雌雄穗间对光合产物有竞争关系,雄穗过大会消耗更多能量。去雄不但能减少养分消耗,还可以有效防止母本散粉,提高制种质量和产量。机械化去雄方便快捷,母本的特性决定了机械化去雄的有效程度。雄穗穗颈长是影响玉米机械化去雄的一个关键部位,不同玉米品种间雄穗穗颈长有着显著差异。我们通过运用分子生物学的方法,定位控制玉米雄穗穗颈长的基因将会推动对玉米理想株型雄穗性状的改良研究,从而能够为玉米机械化去雄及育种选择提供参考依据。本研究以111个玉米自交系为试材,对玉米雄穗主轴长、穗上节间长(以穗颈节为起点,紧邻穗颈节依次命名为雄穗下第1节间、第2节间、第3节间、第4节间、第5节间)、株高、穗长与雄穗穗颈长进行了相关和通径分析,以探讨各性状对穗颈长的影响；然后根据不同玉米自交系穗颈长的调查结果,选择穗颈长差异明显的自交系(长穗颈自交系30153、短穗颈自交系40023)为父母本,构建F2定位群体,利用SSR分子标记技术,并结合群体分离分析方法(BSA)筛选玉米雄穗穗颈长连锁标记并进行QTL初步定位。主要内容和结果如下：1.各性状与穗颈长以及各性状之间均呈极显著正相关,各调查性状与穗颈长相关性由大到小的顺序是：雄穗下第1节间第2节间第3节间株高第4节间第5节间雄穗主轴长穗长。通径分析结果表明,雄穗下第1节间、第3节间、株高对穗颈长有较大的正向直接影响；穗长对穗颈长影响不明显；第5节间、第4节间对穗颈长的直接通径系数为较小的负值。对穗颈长作用最大的是雄穗下第1节间(r=0.71**,p=0.5311),其次分别为第3节间(r=0.65**,p=0.2873),株高(r=0.57**,p=0.2278)。为了获得穗颈长较长的玉米品种,应注重选择雄穗下第1节间、第3节间较长,株高较高的品种,同时协调好各性状之间的关系。2.从玉米基因组上挑选了455对均匀分布在10个连锁群上的SSR引物,进行亲本多态性筛选,其中有132对引物表现出多态性,多态率为29.01%,采用BSA法对其F2群体雄穗穗颈长的两个极端池进行多态性检测,检测到第3染色体上的3对多态性引物,分别为phi053、 bnlg1601、phi073，3.在phi053、 bnlg1601、phi073三个标记的附近又选取合成了30对引物进行亲本多态性筛选,其中,umc22553、phi104127、umc1965、bnlg1350、umc1528、umc1825、umc2174、umc2152具有多态性差异,然后把这11个引物对F2群体的所有单株进行PCR扩增,然后记录相应的带型,最后利用软件进行分析。本试验的定位结果是,在标记bnlg1350和umc1528之间存在1个主效玉米雄穗穗颈长基因位点(QTL),该基因位点可解释10.5%的表型变异率,与两侧标记的遗传图距分别为2.03cM和9.91cM。