發(fā)布時間：2020-04-13 15:08

【摘要】：倒伏是影響玉米產量和品質的一個重要因素。玉米倒伏不僅會對植株的輸導組織產生影響,還會在空間上改變植株整體葉片分布,降低葉片的光合作用效率;莖稈倒伏發(fā)生部位還極易引起病蟲害的感染,加劇玉米產量和莖稈質量的降低�？沟狗誀钍且粋�復雜的數量性狀,隨著分子標記技術的快速發(fā)展,大量玉米抗倒伏相關QTL被定位出來,但由于不同研究者所用的定位群體不同、群體大小和作圖密度普遍較小等原因,很難找到與玉米抗倒伏緊密連鎖的分子標記,能夠應用于育種過程的有效標記較少。元分析技術可以在整合不同來源QTL的基礎上,獲得更為準確的連鎖標記位點,對玉米抗倒伏育種具有一定輔助作用。本文在收集玉米抗倒伏相關性狀QTL的基礎上,對基于不同分子標記定位的QTL分別整合到IBM MaizeSNP50參考圖譜和IBM2 2008 Neighbors參考圖譜上;通過元分析技術和水稻同源性對比來挖掘玉米抗倒伏相關候選基因。主要結果如下:1.共收集到128篇與玉米抗倒伏相關性狀的QTL定位文章,涉及164個定位群體,共2381個抗倒伏相關性狀QTL。有1610個抗倒伏相關性狀QTL映射到IBM2 2008Neighbors圖譜上,經元分析分別得到90個株型相關、42個莖稈相關、39個根系相關、73個抗病蟲害相關性狀Meta-QTL。有771個抗倒伏相關性狀QTL映射到IBM MaizeSNP50參考圖譜上,經元分析分別得到82個株型相關、51個莖稈相關、43個根系相關性狀Meta-QTL。不同相關性狀Meta-QTL在不同染色體上分布的位置較為集中,且置信區(qū)間的重疊區(qū)域較為密集。2.兩張參考圖譜上株型相關、莖稈相關、根系相關性狀Meta-QTL區(qū)域內共同包含的基因分別有909、1769、865個。映射到IBM2 2008 Neighbors參考圖譜上抗病蟲害相關性狀Meta-QTL與基于第三代分子標記技術定位的23個QTL區(qū)域內共同包含的基因有2359個。3.對四個相關性狀共同包含的基因分別進行功能分析發(fā)現,株型相關性狀共同基因主要涉及維持植株正常生長發(fā)育及代謝調控的泛素連接酶復合物和油菜素內酯代謝通路;莖稈相關性狀共同基因主要涉及纖維素合成和抗病蟲害相關的糖類合成、丙酸代謝通路、次生代謝產物等過程;根系相關性狀共同基因主要涉及胞內、細胞器、鞘脂代謝等細胞形成發(fā)育過程;抗病蟲害相關性狀共同基因主要涉及抗病蟲害物質合成,包括萜烯合酶活性、萜類化合物和次生代謝產物的形成等過程。GO富集分析和Pathway富集分析進一步明確了相關性狀共同基因在玉米抗倒伏過程中發(fā)揮的功能及參與的代謝通路。4.共收集到水稻已克隆的抗倒伏相關基因141個、玉米根系抗倒伏候選基因3個。利用NCBI網站將水稻已克隆抗倒伏相關基因與玉米基因組進行同源性對比,在兩張參考圖譜的四個相同的相關性狀共同基因內挖掘出27個玉米同源抗倒伏候選基因,在IBM22008Neighbors參考圖譜四個相關性狀共同基因內挖掘出1個玉米抗倒伏候選基因。
【圖文】：

對株型相關性狀共同基因進行ＧＯ富集分析，結果有１個ＧＯ邋ｔｅｒｍ逡逑被富集，涉及泛素連接酶復合物（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ丨ｉｇａｓｅｃｏｍＰｌｅｘ）。莖稈相關逡逑性狀共同基因有４７個ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，主要涉及胞質外體（核糖核酸逡逑酶復合體）（ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ邋ｅｘｏｓｏｍｅ邋（ＲＮａｓｅ邋ｃｏｍｐｌｅｘ））、線粒體邋ＲＮＡ邋３邋’邋端逡逑加工（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ邋ＲＮＡ３’＿ｅｎｄ邋ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、線粒體降解體逡逑（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ邋ｄｅｇｒａｄｏｓｏｍｅ）和胞內細胞器（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｏｒｇａｎｅｌｌｅ）逡逑等。根系相關性狀共同基因有９個ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，主要包括細胞質逡逑（ｃｙｔｏｐｌａｓｍ）、細胞（ｃｅｌｌ）、細胞內（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ）、細胞部分（ｃｅｌｌ逡逑ｐａｒｔ）等�？共∠x害相關性狀共同基因有５個ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，，主要包逡逑括}P稀合酶活性（ｔｅｒｐｅｎｅ邋ｓｙｎｔｈａｓｅ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ邋）、聚丙基二甲苯酷甲基轉移逡逑酶活性（ｐｏｌｙｐｒｅｎｙｌｄｉｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅ邋ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ邋）、碳氧逡逑裂合酶活性，作用于a愃嵫危ǎ悖幔潁猓錚睿錚紓澹鑠澹歟幔螅邋澹幔悖簦椋觶椋簦澹幔悖簦椋睿玨澹錚鑠義希穡瑁錚螅穡瑁幔簦澹螅�、循山青瞬G銑擅富钚裕ǎǎ洌澹歟簦幔悖幔洌椋睿澹睿邋澹螅睿簦瑁幔螅邋義

本文編號：2626126