中国玉米地方品种核心种质花期相关性状的表型多样性研究

【目的】研究中国玉米地方品种资源在抽雄期(T)、吐丝期(S)、抽雄-散粉间隔期(TAI)以及散粉-吐丝间隔期(ASI)等4个花期相关性状上的表型多样性,为玉米地方品种资源表型多样性的整体鉴定与评价提供参考和依据。【方法】选取中国玉米地方品种核心种质库的799份种质,采用多环境试验设计,在植株进入生殖生长期后调查抽雄期、吐丝期、抽雄-散粉间隔期以及散粉-吐丝间隔期等4个花期相关性状的表型观测值,计算其Shannon-Weaver多样性指数,并进行显著性检验,评价中国玉米地方品种资源在这4个花期相关性状上的整体多样性水平。【结果】方差分析表明,不同省、市、地区的玉米地方品种资源在研究的4个花期相关性状上的表型观测值均达到极显著水平的差异,而这4个性状除TAI差异不显著外,T、S以及ASI的Shannon-Weaver多样性指数的差异均达到极显著水平。在6个不同的玉米生态区上,这4个花期相关性状的表型观测值也均达到极显著水平的差异,在Shannon-Weaver多样性指数上,TAI的差异不显著,另3个性状则均达到显著或极显著水平的差异。其中,西南山地玉米区在抽雄期、散粉期、抽雄-散粉间隔期和散粉-吐丝间隔期性状上的Shannon-Weaver多样性指数分别为1.85、1.90、0.88和1.20。【结论】中国玉米地方品种资源在抽雄期、吐丝期、抽雄-散粉间隔期以及散粉-吐丝间隔期等4个花期相关性状上表现出了较高水平的多样性,尤其是西南山地玉米区,在表型观测值和Shannon-Weaver多样性指数上均明显高于另5个生态区,表明西南地区玉米种质资源具有较高的保护价值和利用潜力。

基于两个相关群体的玉米花期相关性状QTL定位

【目的】利用具有共同亲本黄早四的2个F2﹕3群体,定位控制玉米的抽雄期(DTT)、散粉期(DTP)、吐丝期(DTS)以及散粉-吐丝间隔期(ASI)的QTL,为玉米分子育种与相关基础研究提供参考和依据。【方法】以自交系齐319和掖478分别与黄早四杂交构建的230个和235个F2﹕3家系为定位群体(分别写作Q/H和Y/H),利用完备区间作图方法,对在不同生态环境下(2007-北京、2008-北京、2007-河南、2008-河南、2007-新疆以及2008-新疆)玉米花期相关性状进行QTL定位。同时利用基于混合线性模型的QTL Network-2.0软件进行基因×环境互作及上位性的分析。【结果】尽管4个花期相关性状的表现在2个群体中存在明显差异,但它们之间均呈现高度的相关性。在6个环境下对2个群体的4个性状进行了QTL检测,Q/H群体共定位到了85个QTLs,分布在玉米的10条连锁群上;Y/H群体共检测到了30个QTLs,呈现成簇分布。在Q/H群体中检测到2个重要的与多个性状相关且在不同环境条件下同时表达的QTL区域,分别位于第8染色体的umc1562—bnlg1651和第10染色体的phi062—umc1115区段;在Y/H群体中也检测到了1个与多性状相关且在多环境表达的QTL区域,位于第3染色体的nc030—umc2166区域。进一步分析发现,贡献率较大的QTL同时控制着多个性状。对比2个群体的定位结果,共检测到4个在不同遗传背景下的"一致性"QTLs。【结论】玉米花期相关性状的遗传机制较为复杂,而在不同环境及不同遗传背景下能够稳定存在的QTL可为这类性状的生产应用以及精细定位与图位克隆提供有价值的参考。

施氮与不施氮条件下玉米开花期相关性状的QTL定位

【目的】探究施氮与不施氮对玉米开花期相关性状变异的影响,并定位相关QTLs。【方法】以玉米的骨干自交系综3为供体亲本,许178为受体亲本,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许178为遗传背景的综3染色体单片段代换系(SSSLs)群体,其中包含160个单片段代换系。以这套SSSLs以及许178为材料,采用裂区试验设计,在施氮(N+)和不施氮(N–)条件下,通过一年三点(贵州贵阳、德江和云南罗平)的表型评价,利用复合区间作图法对玉米散粉期、吐丝期和散粉–吐丝间隔期(ASI)3个开花期相关性状进行QTL定位。【结果】在基因组范围内,2种氮处理条件下共定位到54个开花期相关性状QTLs,主要定位在第1、3、6、9和10染色体上。其中5个QTLs在3个环境中均被检测到。施氮条件下,吐丝期(DTS)相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的3.05%;吐丝散粉间隔期(ASI)相关位点q ASI10a,位于第10染色体,可解释表型变异的30.74%。不施氮条件下,散粉期(DTP)相关位点q DTP9,可解释表型变异的3.43%;吐丝期相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的4.08%;ASI相关位点q ASI10,位于第10染色体,可解释表型变异的50.28%。对不同处理条件下的定位结果比较发现,不施氮条件下检测到的QTLs数目显著高于施氮条件下的检测数量。【结论】不同氮素处理下存在一些共有的控制玉米开花期相关的遗传区段,分别位于Bin9.02(umc1170-umc1636-bnlg1401-umc1271)和Bin10.04(umc1077-umc1053-umc2350),这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米开花期相关基因的重要候选区域。

利用F_(2∶3)群体对玉米花期相关性状的QTL分析

以玉米自交系四287与四144为亲本的188个F2∶3家系为材料,考察玉米花期相关性状,并利用该群体的分子遗传连锁图谱进行QTL分析。结果表明,共检测到11个与玉米花期相关的QTL,包括与抽雄期相关的2个QTL,位于第3和第8染色体上,贡献率分别为21.9%和13.6%;与散粉期相关的3个QTL,位于第1、3和第8染色体上,贡献率分别为14.8%、21.0%和18.5%;与吐丝期相关的2个QTL,位于第3和第8染色体上,贡献率分别为16.5%和20.1%;与散粉-吐丝间隔期相关的4个QTL,位于第1、6、7和第8染色体上,贡献率分别为23.5%、25.3%、28.9%和20.9%。这些QTL的基因效应以部分显性和显性为主。

沿江地区糯玉米核心种质花期相关性状及淀粉黏度性状的多样性分析

采用多样性指数对47份沿江地区糯玉米核心种质的花期相关性状和淀粉黏度性状进行多样性分析。结果表明:沿江地区糯玉米核心种质花期相关性状和淀粉黏度性状均存在丰富的多样性;两类性状中,吐丝期、散粉期、峰值黏度和谷值黏度的多样性指数(H′)较高,分别为1.98、1.96、2.03和1.91。基于两类性状将供试种质分别聚为3类,其中基于花期相关性状的第I类群花期较早,第II类群为中间型,第III类群花期较迟;基于淀粉黏度性状的第I类群为淀粉黏度RVA特征值较好的优质种质,第II类群黏度性状一般,第III类群黏度性状较差。育种中可根据育种目标选择特异种质进行种质改良与优良杂交组合的选配。

基于ILs玉米抗旱相关位点分析

选用抗旱性优良的玉米自交系郑独青为供体,采用高代回交方法构建以自交系昌7-2为主要遗传背景的导入系群体,通过SSR标记检测群体中供体等位基因的导入频率,利用卡方检验对等位基因导入频率的偏离进行检测,同时结合表型-基因型方差分析的方法,对抗旱群体进行抗旱性相关位点分析。结果表明,卡方检验发现显著位点33个,方差分析检测到24个,其中15个位点被两种方法同时检测到。