大約在10,000年以前,玉米（Zea mays L.）由大芻草（Zea mays.parviglumis）馴化而來。作為典型的高產(chǎn)C4作物,玉米具有很大的增產(chǎn)潛力。隨著玉米的不斷馴化和改良,玉米的產(chǎn)量得到了大幅度的提升,為人類提供了 30%以上的食物熱量,已經(jīng)成為全球種植面積最大的糧食作物,在全球的糧食安全中發(fā)揮著非常重要的作用。玉米的根系是植株吸收水分和養(yǎng)分的主要器官,根系發(fā)育的好壞直接決定了植株地上部分的產(chǎn)量。同時(shí)莖稈強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸因素,也是密植型農(nóng)業(yè)模式中一個(gè)重要的改良性狀,硬稈玉米不僅可以提高機(jī)械收割的便利性,而且能夠克服軟稈玉米存在的很多隱患,如由病原菌引起的莖腐病和密植條件下導(dǎo)致的干旱、高溫等逆境,維持并提高玉米的產(chǎn)量。近年來,玉米地上部分許多性狀的馴化遺傳機(jī)制已被逐漸解析,然而玉米根系的馴化遺傳機(jī)制卻一直未被解讀。同時(shí)由于玉米莖稈強(qiáng)度性狀復(fù)雜,人類對其分子遺傳機(jī)制也知之甚少。本文對玉米節(jié)根數(shù)相關(guān)性狀的馴化機(jī)制及一個(gè)玉米莖稈強(qiáng)度主效數(shù)量性狀位點(diǎn)（quantitative trait locus,QTL）進(jìn)行了深入的解析。其研究結(jié)果歸納如下:1.利用野生親... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２農(nóng)業(yè)的起源地——肥沃月灣??２作物的馴化性狀和多樣化特征??

章玉米節(jié)根數(shù)的馴化遺傳結(jié)構(gòu)解析??第二章玉米節(jié)根數(shù)的馴化遺傳結(jié)構(gòu)解析??根系在植物的生長發(fā)育中發(fā)揮著非常重要的作用，是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官。根系??結(jié)構(gòu)（ｒｏｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＲＳＡ）是指根系在土壤中的空間構(gòu)型，常被用來描述根系的形狀??和結(jié)構(gòu)［１２］。土壤中的養(yǎng)分和水分資源是有限的，分布也是不均一的，合理的根系構(gòu)型可以提高植??物對養(yǎng)分和水分的利用效率，提高植物的生產(chǎn)力［１２３】。隨著作物的馴化和改良，根系結(jié)構(gòu)也隨之??發(fā)生了很大的空間分布變化，圖２．１展示了大麥在馴化和育種過程中的種子根的變化趨勢，野生??大麥具有少量的種子根，且具有很強(qiáng)的向地性（ａ），但是現(xiàn)代種則包含有多條種子根，且具有更??大的根角度，使根系可以接觸更大范圍的土壤，有利于提高養(yǎng)分和水分的吸收效率以及植株的固??著作用（ｂ），而地方種則處于兩者中間（ｃ）?［Ｕ３］。在馴化的過程中，大多數(shù)作物的根型如何變化??圖２．１大麥在馴化和育種過程中種子根的變化趨勢??注：（ａ），野生大麥具有少量？的種ｆ根，且具有很強(qiáng)的向地性：（ｂ），現(xiàn)代栽培種包含有多條種ｆ根，且具有更大的根角度：??Ｕ），地方種具有相對中等的種ｆ－根數(shù)和根角度??雖然作物根型的遺傳機(jī)制相對于地上性狀研究進(jìn)展比較緩慢，但近年來在模式作物水稻上有??所突破。在水稻中，Ｗｉｓｓｕｗａ小組最初利用傳統(tǒng)的ＱＴＬ定位和代換作圖法，在第１２號染色體的??長臂上定位到了一個(gè)控制水稻磷脅迫響應(yīng)的主效ＱＴＬ，?加ｔｅ／?（／＾／）?［１２４］，轉(zhuǎn)錄??表達(dá)譜分析表明，該位點(diǎn)可以增加根系生物量，促進(jìn)根毛的生長及伸長，進(jìn)而提高水稻在土壤中??的磷素吸收進(jìn)一步的序列分析表明，和磷

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文?第二章玉米節(jié)根數(shù)的馴化遺傳結(jié)構(gòu)解析??用以根系的動態(tài)調(diào)查。??關(guān)聯(lián)群體在２０１５年夏季中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京上莊試驗(yàn)站種植，含有６６３個(gè)自交系，每個(gè)自交??系種植一行，每行種植１２株，株距２５?ｃｍ，行距５０?ｃｍ。??２．２田間表型調(diào)查??１）根系表型的調(diào)查??先將每一株玉米編號，用鐮刀將玉米的地上莖割掉，留５０?ｃｍ左右的茬（以不割掉玉米氣生??根為準(zhǔn)）；然后用鐵鍬在玉米根系周圍垂直向下打出土方，將根系挖出土層，挖的過程中要保證??足夠的深度，不能從中間斬?cái)嘀髑o，還要保證不影響周圍根系的完整性；輕輕磕掉粘在根系上面??的土壤，使用壁紙刀從上往下邊割邊數(shù)逐層將玉米的節(jié)根計(jì)數(shù)（如圖２．４）。??＾?＊??袋，“、．：屬‘＞??圖２．４節(jié)根數(shù)性狀調(diào)查??我們將地上節(jié)根和地下節(jié)根的分界定義為“０”層（如圖２．５），在實(shí)際操作中，通常將從上??往下開始數(shù)，節(jié)間極度縮短的那一層定義為“０”層，向下逐漸為“－１層”、“－２層”、“－３層”等，??向上為“１層”、“２層”、“３層”等，向上一直數(shù)到生長氣生根的最后一層，向下一直數(shù)到主胚根??（不包含）。根據(jù)計(jì)數(shù)，我們可以得到以下９個(gè)性狀（如表２．１）：??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]玉米抗倒性與莖稈穿刺力和拉力關(guān)系的初步研究[J]. 豐光,劉志芳,吳宇錦,李妍妍,景希強(qiáng),黃長玲.  玉米科學(xué). 2010(06)



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