玉米穗行数全基因组关联分析

穗行数是玉米产量的重要组成性状,其遗传解析对高产育种具有指导意义。本文以203份主要玉米自交系为材料,2007年在新疆乌鲁木齐、吉林公主岭和海南三亚进行穗行数测定;采用分布于玉米基因组的41 101个单核苷酸多态性(SNP)标记对穗行数进行关联分析。共鉴定出9个与穗行数显著关联(P<0.0001)的SNP,分别位于染色体框1.02、1.10、7.03、8.02、9.06和10.03。8个SNP位于已定位的数量性状座位(QTL)区间内。在显著SNP位点LD区域内发掘出4个候选基因,分别编码含F-box结构域的生长素受体蛋白、玉米kn1蛋白、AP2结构域蛋白和富亮氨酸重复的跨膜蛋白激酶。采用全基因组关联分析策略发掘穗行数基因位点及候选基因,将为克隆控制玉米产量性状基因奠定基础。

玉米新选自交系2个组合6个世代穗行数和行粒数的遗传分析

江苏省沿江地区农科所新选玉米自交系间穗行数和行粒数一般配合力差异较大,分析这些自交系间有利等位基因的分布,有助于自交系的持续改良。本研究选用其中3个自交系组配成2个组合的P1、P2、F1、B1、B2、F26个世代,运用主基因+多基因混合遗传模型和6个世代联合分析的方法,对穗行数和行粒数2个性状进行了遗传分析。玉米穗行数性状在S1×S3组合中表现为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,以多基因遗传为主;在S3×S7组合中表现为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传,以主基因遗传为主。行粒数性状在2个组合中均表现为1对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传,主基因遗传为主;多基因位点显性总效应大于加性总效应。研究结果暗示通过有利等位基因聚合改良这些自交系的穗行数比行粒数更有效。

玉米穗行数主效位点qKRN5.04精细定位与遗传效应解析

穗行数是影响玉米产量的重要因素之一,其遗传机制解析和关键基因精细定位对开展分子育种具有重要的意义。本研究以穗行数仅有4行的"四路糯系选"和多穗行自交系"农531"(18~22行)为亲本,构建了高代回交群体和次级定位群体(四路糯选系为供体亲本,农531为轮回亲本)。通过对不同类型试验群体的多环境表型鉴定和基因型鉴定,利用完备区间作图法(ICIM)进行穗行数主效QTL定位分析,将穗行数主效位点q KRN5.04定位到第5染色体136.3~140.0 Mb的区间之内;遗传效应分析发现,该位点在不同环境条件下最大可解释的表型变异为21.76%,效应值为0.80~1.76行。通过次级分离群体重组事件分析可将其进一步定位到~300 kb区间内。本研究结果不仅为分子标记辅助选择提供了实用的In Del标记,而且为玉米穗行数主效位点q KRN5.04的图位克隆和候选基因挖掘奠定了重要的基础。

玉米行粒数主基因+多基因混合遗传模型分析

为了对玉米行粒数进行遗传改良,以PH6WC/7873(组合Ⅰ)和MX002/MS001(组合Ⅱ)的6个世代(P1、P2、F1、B1、B2、F2)为材料,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,研究了玉米行粒数的主基因+多基因遗传规律。结果表明,组合Ⅰ的行粒数符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型)。组合Ⅱ的行粒数符合2对加性主基因+加性-显性多基因遗传模型(E-3模型)。组合Ⅰ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为75.13%、74.51%、82.59%。组合Ⅱ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为73.50%、73.20%、72.40%;主基因遗传率分别为6.40%、8.90%、9.10%。以多基因遗传为主,应采用轮回选择和聚合回交的方法积累微效基因,对玉米行粒数进行遗传改良。

特异玉米种质四路糯的穗行数遗传解析

【目的】玉米穗行数与产量密切相关,剖析其遗传基础对指导玉米育种实践具有重要意义。【方法】以只有4行籽粒的中国特异地方品种四路糯选系和多穗行数的自交系农531为亲本,采取单粒传法(single seed descend method,SSD)构建正反交F_(2:3)分离群体。在北京昌平和河南新乡采用随机区组试验设计进行分离群体家系的穗行数表型鉴定。与此同时,根据玉米基因组数据库上公布的标记信息,在全基因组范围内筛选获得173个具有多态性的SSR标记,用于群体基因型鉴定及遗传图谱构建。采用完备区间作图法(ICIM)和复合区间作图法(CIM)进行玉米穗行数QTL定位和遗传效应分析,利用SAS软件GLM程序估计主效QTL对分离群体穗行数遗传变异的贡献率。【结果】表型鉴定结果表明,亲本四路糯选系与农531的穗行数平均值分别为4.0行与19.2行,F_(2:3)家系穗行数变化范围为4.0—17.4行。利用完备区间作图法,分别对北京昌平、河南新乡的正交F_(2:3)群体进行穗行数QTL定位,2个环境下共检测到12个穗行数QTL,分布于除第1、7染色体外的其他8条染色体上。等位变异来源分析表明,本研究定位的QTL减效等位变异全部来自少穗行数亲本四路糯选系。共有5个主效QTL在2个环境下均被检测到,其中,位于bin2.04区间内的主效位点qKRN2-1在单环境下最大可解释群体穗行数变异的18.48%,其余4个主效位点及其单环境下解释的最大表型变异分别为qKRN4-2(11.5 8%)、qKRN5-1(13.55%)、qKRN8-2(16.91%)和qKRN9-1(9.66%)。利用复合区间作图法,在联合环境条件下共检测到5个穗行数QTL,分布在第2、4、5、8、9染色体上,每个QTL解释的表型变异范围为6.13%-10.05%,除位于第5染色体的QTL以外,其余4个位点与完备区间作图法定位到的主效QTL区间一致。一般线性模型分析显示,在2个环境下,5个主效QTL可分别解释正交F_(2:3)群体51.5%(北京昌平)和54.0%(河南新乡)的表型变异。还定位到2对穗行数上位性QTL位点,分布于第2,、4、9染色体上,但表型贡献率分别仅为2.90%和1.80%。【结论】穗行数减效等位变异全部来自四路糯选系,鉴定出5个玉米穗行数主效QTL,分别位于bin2.04、bin4.09、bin5.04、bin8.05和bin9.03。表明该四路糯选系可作为重要的穗行数遗传研究材料,而定位到的主效QTL可作为玉米穗行数候选基因图位克隆和玉米遗传基础研究的重要候选区段。

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析（英文）

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F_(2∶3)作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9%~18.8%.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4%的表型变异率.

玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的生物信息学分析

研究采用生物信息学的方法,对一个玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的理化性质、跨膜结构域、功能域、二级结构、三级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:该基因编码蛋白由9 195个原子构成,其相对分子质量为65.681 1kDa,是一个不稳定亲水性蛋白,包含1个F-box超亲家族和2个AMN1超亲家族,无跨膜结构域,无信号肽,由α螺旋、无规则卷曲、延伸链和β折叠构成。

玉米行粒数的全基因组关联分析

行粒数是玉米重要的产量构成性状之一,对其遗传机理进行深入研究具有重要的理论和现实意义。本研究以吉林省80份核心玉米自交系作为关联群体,于2014年和2015年分别在吉林省长春和梅河口进行行粒数测定。同时利用第2代测序技术对关联群体进行全基因组重测序,获得的SNP标记用于后续分析。结果显示,不同环境下玉米行粒数表型性状变异范围在12.0~41.6之间,遗传力为36.4%。关联分析结果共得到19个与玉米行粒数显著关联的SNP标记,其中位于染色体框2.04和3.08的两个标记在2015年长春和梅河口均被检测到,14个SNP标记位于前人已定位到的QTL置信区间内。在显著性SNP标记的连锁不平衡区域内挖掘出4个候选基因,分别预测编码泛素化目标受体蛋白、金属依赖性磷酸水解酶、重金属转运/解毒蛋白及一个无特征功能的假定蛋白,可能与玉米行粒数的发育形成密切相关。

玉米穗行数遗传基础的研究进展

从分子生物学机制和主效QTL定位两个方面阐述了玉米穗行数的遗传基础,旨在为玉米分子育种提供理论参考。

计数玉米穗行数的机器视觉研究

评价通过机器视觉的方法进行穗行数自动检测的可行性,提出一种基于边界标记和离散曲率的边缘算法确定行数,建立了检测模型。在扫描78幅不同玉米品种的果穗横断面图像的基础上进行检验。结果表明:试样玉米的穗行数为12～18行,检测的绝对误差为0.103行,相对误差率为0.66%,零误差率达到90%以上。实验证明检测算法真实可靠,机器视觉具有成本和速度上的优势,能够用于玉米穗行数的自动检测。