玉米籽粒蛋白含量Meta-QTL及候选基因分析

玉米的蛋白含量与品质直接相关,可通过各种遗传群体对籽粒蛋白进行QTL分析。但是由于使用不同的遗传图谱和分子标记,结果之间无法直接比较分析,数据也无法整合和利用。为了综合、系统分析玉米籽粒蛋白的QTL位点,收集和整理了289个已报道的玉米籽粒蛋白含量QTL相关信息,采用Bio Mercator4.2软件整合不同遗传图谱,通过元分析发掘到44个meta-QTL(MQTL),研究确定了13个在不同遗传群体间具有一致性的QTL位点。利用生物信息学注释一致性QTL位点区段相关候选基因的功能,获得了847个候选基因,功能富集化分析发现13个候选基因显著富集在9个生物学过程中。这些meta-QTL位点及相关候选基因分析可以为玉米籽粒蛋白的分子标记辅助育种、精细定位和基因克隆提供有用的信息。

基于Meta分析构建抗玉米粗缩病的染色体单片段代换系

为发掘玉米粗缩病抗性基因,解析其遗传规律。借助IBM2 2008 Neighbors遗传图谱,整合已报道的92个抗玉米粗缩病QTLs(Quantitative trait locus),通过Meta分析获得24个"一致性"抗病区间。利用生物信息分析,确定抗病区段的物理位置信息,在相关区段对郑58和齐319的全基因组重测序序列分析鉴定出7 142个InDel位点,其中546个含有InDel位点的序列可用于引物开发,进一步通过试验筛选出在郑58和齐319第2,4,5,6,7,8,10号染色体上的多态InDel位点158个。以抗粗缩病玉米自交系齐319为供体亲本,感病优良自交系郑58为受体亲本,利用上述InDel标记辅助选择构建整套染色体单片段代换系材料。为抗玉米粗缩病QTL位点的精细定位提供了可能,也为抗病育种提供新的种质资源。

基于基因组重测序信息构建玉米第5染色体的片段代换系

利用玉米自交系齐319与郑58杂交衍生的重组自交系群体,通过筛选剩余杂合体(RHL)以达到快速构建CSSLs的目的。在接近纯合的重组自交系群体中,结合基因组重测序信息扫描玉米第5染色体上的In Del位点,定点开发分子标记,筛选剩余杂合体进行自交快速获得了多个位点的染色体片段代换系。在玉米5号染色体的19 130 718 bp^214 379 898 bp区间内,共获得41个染色体片段代换系。两个染色体片段代换系位点间的间距为0.2~26.4 Mb,平均为2.5 Mb。其中8个染色体片段代换系群体中只含有1个多态位点,为单片段代换系。本研究所建立的CSSLs可为玉米第5染色体上QTL的精细定位及功能分析提供支撑,并为玉米育种提供中间材料。