【摘要】：玉米是我國種植面積最廣的糧食作物,也是我國最重要的經(jīng)濟(jì)作物。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的逐漸普及,玉米種植全程機(jī)械化已經(jīng)成為一種普遍的趨勢,我國的大部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了玉米的機(jī)械化生產(chǎn)。但是玉米籽粒的含水量作為限制玉米機(jī)械化收獲的最主要因素,降低收獲時(shí)玉米籽粒的含水量已經(jīng)成為育種家們最為關(guān)注的問題,因此培育出脫水速率快,收獲時(shí)含水量低的玉米品種成為目前玉米育種的主要任務(wù)。由于玉米籽粒脫水是由多個(gè)基因控制,利用傳統(tǒng)的育種方法周期較長,需要經(jīng)過多年的人工選育,前人的研究主要集中于脫水速率的表型性狀的研究,因此利用全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)找到控制玉米籽粒脫水的基因具有十分重要的意義。本試驗(yàn)利用具有廣泛多態(tài)性的522份玉米自交系構(gòu)建自然群體,測量黑層出現(xiàn)時(shí)以及收獲時(shí)玉米籽粒的含水量,計(jì)算生理成熟后玉米籽粒的脫水速率,挖掘控制玉米籽粒脫水速率的候選基因,為快速篩選并獲得生理成熟后籽粒脫水速率快,含水量低的玉米品種提供理論依據(jù)。本研究的主要結(jié)果為:1.玉米籽粒含水量在關(guān)聯(lián)群體的遺傳基礎(chǔ)在遼寧沈撫和海南樂東兩地測量玉米籽粒黑層出現(xiàn)時(shí)和收獲時(shí)的玉米籽粒含水量的表型數(shù)據(jù),經(jīng)過對(duì)含水量的表型數(shù)據(jù)分析可知,玉米籽粒在遼寧沈撫和海南樂東的表型數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)正態(tài)分布,這兩個(gè)地點(diǎn)的遺傳力分別為0.61和0.62,呈現(xiàn)中等遺傳力。將兩個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析作圖,將閾值設(shè)為4時(shí),有3個(gè)SNP位點(diǎn)被檢測到,分別位于7號(hào)染色體上和10號(hào)染色體上。共定位到7個(gè)有功能注釋基因位點(diǎn),他們分別為合成代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、氧化還原反應(yīng)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及分泌等功能,直接或者間接的作用于玉米籽粒含水量。2.玉米籽粒脫水速率在關(guān)聯(lián)群體的遺傳基礎(chǔ)將測量的兩次玉米籽粒含水量做差除以兩次測量之間相差的時(shí)間,計(jì)算得到玉米籽粒生理成熟期籽粒脫水速率,并且對(duì)脫水速率利用SPSS軟件進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),結(jié)果顯示,玉米籽粒生理成熟期的脫水速率呈現(xiàn)正態(tài)分布的規(guī)律,屬于數(shù)量性狀,廣義遺傳力為0.31。對(duì)遼寧玉米籽粒脫水速率進(jìn)行關(guān)聯(lián)作圖,將閾值設(shè)為4時(shí),共檢測到11個(gè)SNP,它們分別位于1、7、9、10號(hào)染色體上。對(duì)海南樂東玉米籽粒脫水速率進(jìn)行關(guān)聯(lián)作圖,將閾值設(shè)為4時(shí),共檢測到4個(gè)SNP位點(diǎn),它們分別位于7、10號(hào)染色體上。將兩地的脫水速率進(jìn)行跨區(qū)域的關(guān)聯(lián)作圖,將閾值設(shè)為4時(shí),共有3個(gè)SNP位點(diǎn)被找到,他們都位于7號(hào)染色體上。脫水速率性狀共定位到46個(gè)基因位點(diǎn),他們分別為合成代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、氧化還原反應(yīng)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及分泌等功能,直接或者間接的作用于玉米籽粒脫水速率。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述法進(jìn)行育種難度較大，急需分子育種的手段來對(duì)玉米籽粒性狀進(jìn)行遺傳改良。本課題對(duì) 522 個(gè)玉米自交系構(gòu)成的關(guān)聯(lián)群體的基因型進(jìn)行檢測。由于玉米的適合機(jī)收的籽粒含水量在 25%~18%之間（柳楓賀等，2013），黑層出現(xiàn)時(shí)玉米籽粒含水量在 32%左右（馮鵬，2014），在收獲時(shí)玉米籽粒含水量根據(jù)前期測定基本在 24%~17%。所以，本試驗(yàn)記錄黑層出現(xiàn)日期并以此作為生理成熟期開始，測量黑層出現(xiàn)后籽粒含水量與收獲時(shí)玉米收獲期籽粒的含水量，計(jì)算生理成熟期玉米籽粒的脫水速率。利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）挖掘調(diào)控玉米生理成熟期籽粒脫水速率的候選基因，解析生理成熟期玉米籽粒脫水速率的遺傳基礎(chǔ)。如圖 1-1 為本試驗(yàn)的技術(shù)路線。

圖 2-1 玉米關(guān)聯(lián)群體自交系組成Figure 2-1 Composition of inbred lines associated with maize方法種植驗(yàn)所采用的廣泛多態(tài)性 522 份玉米自交系，，2017 年遼寧沈撫地區(qū)（N和海南樂東（N18°45′，E109°10′）種植。每一個(gè)環(huán)境自交系采用隨機(jī)行長 2 m，行間距 0.6 m。每個(gè)家系 2 次重復(fù)。每個(gè)家系單行種植，每行超過 6 株自交。在授粉前進(jìn)行掛牌標(biāo)記，完全遵照田間標(biāo)準(zhǔn)化管測量錄黑層出現(xiàn)時(shí)間層出現(xiàn)意味著玉米的生長發(fā)育進(jìn)入生理成熟期，為了確定玉米生理成觀察并且記錄 522 個(gè)家系的黑層出現(xiàn)時(shí)間，每個(gè)家系超過半數(shù)出現(xiàn)黑熟。從玉米授粉時(shí)期開始觀察，玉米籽粒乳線逐漸下降，直到乳線消錄黑層出現(xiàn)日期，每個(gè)家系記錄六株。從玉米開始趨向成熟時(shí)每天觀察
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S513

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本文編號(hào)：2697720