玉米(ZeamaysL.)作為我國種植面積最大和總產量最高的糧食作物,其用途已拓展到了生物燃料、化工原料等新興領域。提升玉米產量,改善玉米品質,是確保糧食和能源安全,促進畜牧和化工產業(yè)發(fā)展的重要保證。過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的主要原因。因此,玉米育種的一個重要工作是通過改善玉米株型性狀,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,對玉米的空間結構和種植密度具有決定性的影響。研究玉米葉夾角相關基因的序列變異,挖掘優(yōu)良等位變異,對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,對葉夾角相關基因lg1和Zm:TAC1進行序列變異和連鎖不平衡分析,利用關聯分析方法篩選與玉米葉夾角等相關株型性狀相關的優(yōu)異等位變異位點。主要研究結果包括:1.對349個玉米自交系的葉夾角、穗上葉片數、株高、穗位高、雄穗主軸長、雄穗分支數等株型性狀進行了表型多樣性統(tǒng)計和方差分析,結果顯示葉夾角等性狀的變異系數較高,在不同自交系和不同環(huán)境間的差異均達到了極顯著水平,說明供試自交系中的葉夾角表型性狀具有豐富變異。2.本研究對自交系中的lg1和ZmTACJ基因序列進行了多態(tài)性分析和單倍型分析,并在編碼區(qū)發(fā)現了豐富的變異位點。其中,lg1基因的編碼區(qū)序列較長,共發(fā)現52個SNP位點和31個InDel;ZmTAC1基因編碼區(qū)序列較短,共發(fā)現26個SNP位點。利用滑動窗口檢測,發(fā)現基因序列各區(qū)段的多樣性相差較大,其中編碼區(qū)的多樣性相對較小,顯示其在進化過程中受到了更大的選擇壓力。序列變異分析結果表明,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.分別對基因lg1和ZmTAc1與玉米葉夾角等株型性狀進行了關聯分析,并從兩個基因序列編碼區(qū)中篩選了大量株型性狀相關的SNP位點。其中,共有19個位點與葉夾角性狀顯著相關,其中一些位點貢獻率在5～7%左右。此外,還發(fā)現了 10個與其它株型性狀顯著相關的SNP位點,貢獻率為3～8%左右。在lg1基因中發(fā)現了較多葉夾角相關的SNP位點,但其它株型性狀相關的位點較少,顯示了lg1基因突變的功能較為單一。在ZmTAC1基因中,本研究對葉夾角、株高等多個性狀的關聯分析均發(fā)現了相關的SNP位點,顯示ZmTAC1基因對玉米各株型性狀均有重要影響。本研究結果顯示,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型相關性狀中起到了重要作用。篩選出的關聯變異位點可以用于分子標記輔助育種,以培育更高種植密度的玉米品種,增加玉米產量。
【學位單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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聯。這是由于％基??因能夠引起葉片結構的顯著改變。玉米葉片的結構如圖１．４所示。在１９９７年，Ｍｏｒｅｎｏ等??報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）的玉米葉片結構。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［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等報告了關于玉米葉夾角ＱＴＬｓ系統(tǒng)地功能研宄［４９１這一研究??發(fā)現，在極大的玉米近交系中，葉耳對葉夾角有關鍵影響，并且葉夾角的大小的多樣性主??要貢獻自不同的葉耳發(fā)育。最終的葉耳大小以及葉夾角取決于細胞分裂產生的細胞數以及??細胞伸長后的細胞大小。因此，在葉耳發(fā)育過程中，不同的細胞分裂和細胞伸長調節(jié)最終??形成了不同的葉夾角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在細胞分裂時表現了更高的分裂率并??

—?Ｉ??■－ｌｊ￣ｓｈｅａｔｈ??圖１．４玉米葉片結構。圖中ｌｉｇｕｌｅ為葉舌，ａｕｒｉｃｌｅ為葉耳。本圖取自參考文獻［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）的玉米葉片結構。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［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等報告了關于玉米葉夾角ＱＴＬｓ系統(tǒng)地功能研宄［４９１這一研究??發(fā)現，在極大的玉米近交系中，葉耳對葉夾角有關鍵影響，并且葉夾角的大小的多樣性主??要貢獻自不同的葉耳發(fā)育。最終的葉耳大小以及葉夾角取決于細胞分裂產生的細胞數以及??細胞伸長后的細胞大小。因此，在葉耳發(fā)育過程中，不同的細胞分裂和細胞伸長調節(jié)最終??形成了不同的葉夾角，例如自交系Ｂ７３和９８６。Ｂ７３在細胞分裂
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本文編號：2840430