玉米(ZeamaysL.)作為我國(guó)種植面積最大和總產(chǎn)量最高的糧食作物,其用途已拓展到了生物燃料、化工原料等新興領(lǐng)域。提升玉米產(chǎn)量,改善玉米品質(zhì),是確保糧食和能源安全,促進(jìn)畜牧和化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保證。過(guò)去近一百年的玉米種植歷史表明,提高玉米的種植密度是玉米增產(chǎn)的主要原因。因此,玉米育種的一個(gè)重要工作是通過(guò)改善玉米株型性狀,獲取可以高密度種植的優(yōu)良品種。在眾多株型性狀中,玉米的葉片與主莖之間的夾角,即葉夾角,對(duì)玉米的空間結(jié)構(gòu)和種植密度具有決定性的影響。研究玉米葉夾角相關(guān)基因的序列變異,挖掘優(yōu)良等位變異,對(duì)玉米耐密植遺傳改良具有重要意義。本文以具有廣泛遺傳變異的349份玉米自交系為群體,鑒定葉夾角等玉米株型性狀,對(duì)葉夾角相關(guān)基因lg1和Zm:TAC1進(jìn)行序列變異和連鎖不平衡分析,利用關(guān)聯(lián)分析方法篩選與玉米葉夾角等相關(guān)株型性狀相關(guān)的優(yōu)異等位變異位點(diǎn)。主要研究結(jié)果包括:1.對(duì)349個(gè)玉米自交系的葉夾角、穗上葉片數(shù)、株高、穗位高、雄穗主軸長(zhǎng)、雄穗分支數(shù)等株型性狀進(jìn)行了表型多樣性統(tǒng)計(jì)和方差分析,結(jié)果顯示葉夾角等性狀的變異系數(shù)較高,在不同自交系和不同環(huán)境間的差異均達(dá)到了極顯著水平,說(shuō)明供試自交系中的葉夾角表型性狀具有豐富變異。2.本研究對(duì)自交系中的lg1和ZmTACJ基因序列進(jìn)行了多態(tài)性分析和單倍型分析,并在編碼區(qū)發(fā)現(xiàn)了豐富的變異位點(diǎn)。其中,lg1基因的編碼區(qū)序列較長(zhǎng),共發(fā)現(xiàn)52個(gè)SNP位點(diǎn)和31個(gè)InDel;ZmTAC1基因編碼區(qū)序列較短,共發(fā)現(xiàn)26個(gè)SNP位點(diǎn)。利用滑動(dòng)窗口檢測(cè),發(fā)現(xiàn)基因序列各區(qū)段的多樣性相差較大,其中編碼區(qū)的多樣性相對(duì)較小,顯示其在進(jìn)化過(guò)程中受到了更大的選擇壓力。序列變異分析結(jié)果表明,供試自交系中的lg1和ZmTAC1基因序列均包含了豐富的多態(tài)性。3.分別對(duì)基因lg1和ZmTAc1與玉米葉夾角等株型性狀進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析,并從兩個(gè)基因序列編碼區(qū)中篩選了大量株型性狀相關(guān)的SNP位點(diǎn)。其中,共有19個(gè)位點(diǎn)與葉夾角性狀顯著相關(guān),其中一些位點(diǎn)貢獻(xiàn)率在5～7%左右。此外,還發(fā)現(xiàn)了 10個(gè)與其它株型性狀顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn),貢獻(xiàn)率為3～8%左右。在lg1基因中發(fā)現(xiàn)了較多葉夾角相關(guān)的SNP位點(diǎn),但其它株型性狀相關(guān)的位點(diǎn)較少,顯示了lg1基因突變的功能較為單一。在ZmTAC1基因中,本研究對(duì)葉夾角、株高等多個(gè)性狀的關(guān)聯(lián)分析均發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的SNP位點(diǎn),顯示ZmTAC1基因?qū)τ衩赘髦晷托誀罹兄匾绊�。本研究結(jié)果顯示,玉米lg1和ZmTAC1基因中存在豐富的遺傳變異,并且在決定玉米葉夾角等玉米空間構(gòu)型相關(guān)性狀中起到了重要作用。篩選出的關(guān)聯(lián)變異位點(diǎn)可以用于分子標(biāo)記輔助育種,以培育更高種植密度的玉米品種,增加玉米產(chǎn)量。
【學(xué)位單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S513
【部分圖文】：

上一小節(jié)介紹了?基因與葉夾角性狀之間的顯著關(guān)聯(lián)。這是由于％基??因能夠引起葉片結(jié)構(gòu)的顯著改變。玉米葉片的結(jié)構(gòu)如圖１．４所示。在１９９７年，Ｍｏｒｅｎｏ等??報(bào)告了在基因突變體中，玉米葉片的葉舌（ｌｉｇｕｌｅ）或葉耳（ａｕｒｉｃｌｅ）消失，如??圖１．５所示，從而導(dǎo)致玉米葉夾角顯著減小，葉片相比普通品種更加顯著直立［４７］。同年，??

Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｉｚｅ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．??考■■■■■??圖１．５野生型（Ａ）與如突變（Ｂ）的玉米葉片結(jié)構(gòu)。圖中ｌｇ為葉舌，ａ為葉耳。在／ｇ７突變中，??葉舌與葉耳區(qū)域完全消失。本圖取自參考文獻(xiàn)［４７１??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｎｄ－ｔｙｐｅ?（Ａ）?ａｎｄ?／盡７?ｍｕｔａｎｔ，?“ｌｇ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ，“ａ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ??ａｕｒｉｃｌｅ．?Ｉｎ?ｔｈｅ?Ｉｇｌ?ｍｕｔａｎｔ，?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ?ａｎｄ?ａｕｒｉｃｌｅ?ａｒｅ?ｎｏｔ?ｆｏｒｍｅｄ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．［４７＾??最近（２００７年），Ｋｏｎｇ等報(bào)告了關(guān)于玉米葉夾角ＱＴＬｓ系統(tǒng)地功能研宄［４９１這一研究??發(fā)現(xiàn)，在極大的玉米近交系中，葉耳對(duì)葉夾角有關(guān)鍵影響，并且葉夾角的大小的多樣性主??要貢獻(xiàn)自不同的葉耳發(fā)育。最終的葉耳大小以及葉夾角取決于細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)以及??細(xì)胞伸長(zhǎng)后的細(xì)胞大小。因此，在葉耳發(fā)育過(guò)程中，不同的細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)調(diào)節(jié)最終??形成了不同的葉夾角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在細(xì)胞分裂時(shí)表現(xiàn)了更高的分裂率并??

—?Ｉ??■－ｌｊ￣ｓｈｅａｔｈ??圖１．４玉米葉片結(jié)構(gòu)。圖中ｌｉｇｕｌｅ為葉舌，ａｕｒｉｃｌｅ為葉耳。本圖取自參考文獻(xiàn)［４９］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｉｚｅ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．??考■■■■■??圖１．５野生型（Ａ）與如突變（Ｂ）的玉米葉片結(jié)構(gòu)。圖中ｌｇ為葉舌，ａ為葉耳。在／ｇ７突變中，??葉舌與葉耳區(qū)域完全消失。本圖取自參考文獻(xiàn)［４７１??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｌｅａｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｎｄ－ｔｙｐｅ?（Ａ）?ａｎｄ?／盡７?ｍｕｔａｎｔ，?“ｌｇ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ，“ａ”?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ??ａｕｒｉｃｌｅ．?Ｉｎ?ｔｈｅ?Ｉｇｌ?ｍｕｔａｎｔ，?ｔｈｅ?ｌｉｇｕｌｅ?ａｎｄ?ａｕｒｉｃｌｅ?ａｒｅ?ｎｏｔ?ｆｏｒｍｅｄ．?Ｆｉｇｕｒｅ?ａｄａｐｔｅｄ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．［４７＾??最近（２００７年），Ｋｏｎｇ等報(bào)告了關(guān)于玉米葉夾角ＱＴＬｓ系統(tǒng)地功能研宄［４９１這一研究??發(fā)現(xiàn)，在極大的玉米近交系中，葉耳對(duì)葉夾角有關(guān)鍵影響，并且葉夾角的大小的多樣性主??要貢獻(xiàn)自不同的葉耳發(fā)育。最終的葉耳大小以及葉夾角取決于細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)以及??細(xì)胞伸長(zhǎng)后的細(xì)胞大小。因此，在葉耳發(fā)育過(guò)程中，不同的細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)調(diào)節(jié)最終??形成了不同的葉夾角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在細(xì)胞分裂
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本文編號(hào)：2840430