玉米已成為我國第一大糧食作物,受生產(chǎn)條件所限,我國玉米主要分布在雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)地區(qū),因為干旱而造成的減產(chǎn)更為突出。例如,我國北方春玉米地區(qū)春旱時有發(fā)生,脅迫程度加重往往導(dǎo)致大面積的玉米缺苗或后期生長發(fā)育受到嚴(yán)重影響。由于不同品種的苗期耐旱性存在差異,因此培育耐旱的玉米品種是解決苗期遇旱問題的有效途徑。加強(qiáng)玉米苗期耐旱性的遺傳基礎(chǔ)解析和重要基因發(fā)掘,可為玉米抗旱分子育種提供理論和技術(shù)支持。本研究對27個玉米材料進(jìn)行耐旱性鑒定,篩選出了兩個耐旱性差異明顯的兩個自交系——黃早四和旅28。并選取黃早四和旅28所構(gòu)建的重組自交系(RIL)群體,在干旱脅迫和正常水分兩種水分處理下調(diào)查鑒定玉米苗期相關(guān)性狀,并結(jié)合高密度的BinMap圖譜進(jìn)行QTL分析,發(fā)掘玉米苗期耐旱的主效QTL,闡明玉米苗期耐旱QTL的遺傳效應(yīng)。同時選取313份玉米自交系構(gòu)成的關(guān)聯(lián)分析群體在水、旱條件下進(jìn)行了苗期耐旱性相關(guān)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析,發(fā)掘玉米苗期耐旱的位點和基因。所獲得的主要結(jié)論如下：1.黃早四和旅28苗期在耐旱評分、相對含水量、地上部生物產(chǎn)量、根部生物產(chǎn)量等性狀上有著明顯的差異。對NAM親本自交系的耐旱性鑒定結(jié)果顯示,黃早四屬于中等耐旱材料,而旅28的苗期耐旱性最差,在同等土壤水分條件下最早的出現(xiàn)葉片萎蔫卷曲。2.黃早四和旅28構(gòu)建的重組自交系(RIL)群體包含有126個家系,利用在全基因組范圍獲得的2091個Bin構(gòu)建的高密度的BinMap圖譜,對干旱脅迫下的相對含水量、葉片卷曲時間以及干旱脅迫和正常水分條件下的地上部生物產(chǎn)量、根部生物產(chǎn)量及其耐早系數(shù)等性狀進(jìn)行了QTL分析。結(jié)果表明,在第2染色體和第4染色體發(fā)現(xiàn)兩個控制相對含水量的QTL,等位變異分別來自黃早四和旅28。在第1、2、5號染色體上分別發(fā)現(xiàn)了3個控制葉片卷曲時間的QTL,等位變異全部來自黃早四。在第5染色體上發(fā)現(xiàn)了一個控制地上部生物產(chǎn)量的QTL,等位變異來自旅28。在第1、10染色體上發(fā)現(xiàn)了2個控制根冠比的QTL,等位變異分別來自黃早四和旅28。在第5染色體上發(fā)現(xiàn)一個控制地上部生物產(chǎn)量耐旱系數(shù)的QTL。在第1染色體上發(fā)現(xiàn)了一個控制根部生物產(chǎn)量的QTL。3.以耐旱評分為標(biāo)準(zhǔn),對各個性狀的相關(guān)性分析和回歸分析結(jié)果顯示,相對含水量和葉片卷曲時間這兩個生理性狀與苗期耐旱性的相關(guān)性更高,而形態(tài)指標(biāo)與苗期耐旱性的相關(guān)性較低。生理性狀是評價鑒定玉米苗期耐旱性的可靠指標(biāo)。在控制這兩個性狀的QTL區(qū)段內(nèi)分別發(fā)掘出5個已經(jīng)報道的與干旱響應(yīng)相關(guān)基因,這10個基因可以作為候選基因進(jìn)行下一步的深入研究。4.玉米苗期耐旱性的全基因組關(guān)聯(lián)分析共檢測到61個顯著的SNP位點,在染色體的一些區(qū)域顯著的SNP成簇富集出現(xiàn),這些區(qū)域包括第1染色體上72,800,194-80,663,599區(qū)域,第10染色體81,051,543-82,335,038區(qū)域,第6染色體136,006,812-136,016,953區(qū)域,第5染色體189,039,722-211,513,324區(qū)域。第1和第5染色體上的基因組區(qū)域是玉米苗期耐旱的重要區(qū)段,并在第5染色體上PZA00500.5標(biāo)記附近鑒定出兩個重要的候選基因(GRMZM5G857944和GRMZM2G085945)。
【學(xué)位單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S513

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本文編號：2815327