本文關(guān)鍵詞：玉米莖稈品質(zhì)和株型相關(guān)性狀的倍性效應(yīng)及遺傳構(gòu)成研究

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【摘要】：通過(guò)單倍體誘導(dǎo)和加倍產(chǎn)生的DH系在玉米遺傳研究和實(shí)際育種中越來(lái)越廣泛,因此理解DH和單倍體群體性狀的特征及相關(guān)性十分必要。玉米莖稈作為植株形態(tài)的重要部分,控制著水分和營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸,影響玉米的倒伏抗性和飼料品質(zhì)。理想的株型可使玉米在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中,能夠充分的捕獲和利用光能,達(dá)到單位面積玉米產(chǎn)量最大化,因此解析莖稈品質(zhì)和株型相關(guān)性狀的遺傳構(gòu)成具有指導(dǎo)意義。本研究利用DH技術(shù)構(gòu)建了ZD958來(lái)源的DH系群體及對(duì)應(yīng)單倍體群體,通過(guò)2年3點(diǎn)的多環(huán)境試驗(yàn),分析了不同倍性群體中莖稈品質(zhì)和株型性狀的表型特征,相關(guān)性以及QTL表達(dá)的遺傳特性,為今后利用DH系和單倍體群體進(jìn)行遺傳理論研究和實(shí)際的玉米育種工作提供依據(jù),本論文主要研究結(jié)果如下：1.利用玉米芯片MaizeSNP3K對(duì)ZD958來(lái)源的DH系群體的181個(gè)DH系進(jìn)行基因型檢測(cè),經(jīng)過(guò)最小等位基因頻率(0.05)、缺失率(20%)的質(zhì)量控制,利用1138個(gè)多態(tài)性SNP標(biāo)記構(gòu)建了遺傳圖譜,該圖譜總長(zhǎng)度為1426.83 cM,標(biāo)記間的平均距離為1.26cM。2.在DH系和單倍體群體中,28個(gè)性狀均具有廣泛的變異,基因型對(duì)性狀影響極顯著,性狀表現(xiàn)中到高的遺傳力0.49-0.96,說(shuō)明這些性狀在兩個(gè)群體中的表型變異主要受遺傳控制,可進(jìn)行QTL分析。3.28個(gè)性狀在DH系和單倍體群體間的表型相關(guān)系數(shù)為0.43-0.76。RPR與IVDMD, WC,CP和WSC極顯著負(fù)相關(guān),與FW, ADF, NDF, Cel極顯著正相關(guān)。兩個(gè)群體中RPR與Lig無(wú)顯著相關(guān)。IVDMD與WC, ADF, NDF, Cel極顯著負(fù)相關(guān),與Lig, CP和WSC極顯著正相關(guān)。IUE-ID與PEH、FIAG-IL之間無(wú)顯著相關(guān),其余株型性狀間均為極顯著正相關(guān)。DH系和單倍體群體對(duì)比,性狀間相關(guān)的正負(fù)性不變,性狀間的相關(guān)系數(shù)發(fā)生變化。兩個(gè)群體中共檢測(cè)到與上述性狀有關(guān)的QTL185個(gè),DH系和單倍體群體中分別檢測(cè)到107個(gè)和78個(gè)QTL,單個(gè)QTL能夠解釋的遺傳變異分別為1.6%-29.30%和4.9%-24.10%,其中能解釋表型變異大于10%的有54個(gè),分布于染色體的1.04-1.09bin, 1.11bin,2.02-2.03bin, 3.05bin,3.08bin,5.01-5.03bin,5.05bin,6.01bin,6.03-6.04bin,7.00bin,7.03-7.05bin和8.04-8.05bin上。兩個(gè)群體間存在33個(gè)共同的QTL。對(duì)于存在顯著相關(guān)的不同性狀,部分QTL為完全重合或緊密連鎖。4.在RPR和IVDMD初步定位基礎(chǔ)上,提取位于2.02bin,5.05bin和8.05bin的QTL區(qū)間內(nèi)的基因,根據(jù)這些基因的預(yù)測(cè)功能,將參與木質(zhì)素、纖維素合成的關(guān)鍵基因作為候選基因-PAL, COMT, ccoAOMT, CCR, CAD, CesAll和CesA12。乳熟期和蠟熟期,比較基因在親本自交系、單倍體中表達(dá)情況得出,單倍體中大部分基因表達(dá)量提高了0.62-14.06倍,推測(cè)基因表達(dá)的劑量補(bǔ)償機(jī)制為性狀在不同倍性群體間能檢測(cè)到共同QTL的內(nèi)在主要原因之一。5.本研究比較8個(gè)株型性狀在不同倍性群體中的PG_TS和PG-GS得出,兩個(gè)群體中均可利用GS對(duì)PHT,PEH和IUE-IL進(jìn)行選擇；利用以QTL為基礎(chǔ)的MAS選擇方法對(duì)FIAG-IL,IUE-ID和LL進(jìn)行選擇效果較好；對(duì)于FIAG-ID和LW,群體倍性對(duì)兩種選擇方式效率有較大影響。因此,選擇育種方式過(guò)程中,應(yīng)綜合考慮性狀、標(biāo)記密度,QTL效應(yīng)和群體類(lèi)型等因素。6.在兩個(gè)倍性群體下,性狀的PG_TS/260%(除Lig含量),但是對(duì)于檢測(cè)到的“倍性變化鈍感QTL”和“倍性變化敏感QTL”可用于上述性狀QTL精細(xì)定位、克隆以及倍性作用機(jī)理研究。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S513
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本文編號(hào)：1287802