玉米雄穗分枝数与主轴长的QTL鉴定

在包含103个SSR标记的连锁图谱基础上,运用复合区间作图法检测玉米组合(N87-1×9526)F3家系在正常与干旱胁迫环境下的雄穗分枝数与主轴长性状QTL。雄穗分枝数在正常环境下被检测到2个QTL座位,分别位于第5和7连锁群上;在胁迫环境下被检测到4个QTL座位分别位于2、5、7和10连锁群上,其中位于第5和7连锁群上的QTL不仅具有一致性而且与本作图群体中曾检测到的耐旱相关性状QTL存在连锁。雄穗主轴长在正常环境下被检测到2个QTL位于第2和第6连锁群上,在干旱胁迫环境下被检测到了3个QTL分别于第2、4和10连锁群上,其中位于第2染色体上的QTL是两种环境下所共同检测到的QTL。分析QTL的遗传作用方式表明,雄穗分枝数以部分加性效应为主,而雄主轴长全部表现为显性和超显性。

基于SNP标记的玉米雄穗主要性状QTL定位分析

【目的】雄穗性状是玉米生长发育过程中重要的农艺性状,对其遗传特性的研究具有重要的理论意义。【方法】本研究以Z58×Y915构建的192个F_(2:3)家系作为作图群体,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对玉米雄穗长(TL)、雄穗分枝数(TBN)和雄穗重(TW)等雄穗性状进行QTL定位分析。【结果】2个环境条件下,共检测到15个与TL性状连锁的QTL位点,分别位于第1、3、4、5、6、7、8号染色体上,可解释表型变异的0.66%~22.58%;在染色体bin值1.09、3.09位置,2个环境中均稳定检测到与TL连锁的QTL位点;共检测到12个与TBN性状连锁的QTL位点,分别位于第1、2、3、5、6、7、9号染色体上,可解释表型变异的3.05%~23.80%;在染色体bin值2.08、3.09位置,2个环境中均稳定检测到与TBN连锁的QTL位点;共检测到9个与TW性状连锁的QTL位点,分别位于第1、3、4、6、7、9号染色体上,可解释表型变异的4.52%~27.55%,在染色体bin值3.09、9.05位置,2个环境中均稳定检测到与TW连锁的位点。【结论】在不同环境下能够稳定存在的QTL位点可为玉米雄穗主要性状进一步遗传研究提供理论基础。

基于SNP遗传图谱定位玉米雄穗分枝数和主轴长QTLs

以玉米雄穗分枝数差异显著的自交系豫086(分枝数多)和豫M 1-7(分枝数少)杂交获得F1,通过单粒传法获得含177个株系的F7 RIL群体。以玉米10 kb SNP芯片进行RIL群体基因分型,构建高密度遗传图谱,并利用QTL Cartographer 2.5对郑州和海南2个环境下玉米雄穗分支数(Tassel branch number,TBN)和玉米雄穗主轴长(Total tassel length,TTL)进行QTL分析。结果表明,构建的高密度遗传图谱覆盖玉米10条染色体,包含1 792个簇,覆盖基因组长度为2 109.45 cM,相邻簇之间平均距离为1.18 cM。在此图谱基础上采用复合区间作图法,在2个环境下共检测到了24个雄穗相关性状QTLs。其中7个与TBN相关QTL分布于第3, 8和10条染色体上,单个QTL的表型变异范围是6.74%~13.88%;其余17个为与TTL相关QTL,位于第1,3,5,6,8和9染色体上,单个QTL位点可解释5.59%~18.66%的表型变异。在2个环境下检测到了一个相同的TTL相关QTL位点(qTTL1-2)和2个既控制TBN又控制TTL的QTL位点(qTBN8郑州,qTTL8郑州;qTBN8-3海南,qTTL8海南)。

东北春玉米不同发育期干旱胁迫对根系生长的影响

分别在玉米拔节期(BJ)和抽雄期(CX)进行水分胁迫试验,利用微根管技术观测不同发育期干旱过程中根分布动态,并利用根分布模型模拟相关参数(d_(50)和d_(95):累积根比例分别为50%和95%的土层深度),对不同干旱胁迫处理的土壤湿度、根系分布及相关参数时空动态特征进行分析。结果表明:水分控制后的土壤湿度在130cm以上基本达到预期干旱效果,即BJ和CX处理在控水时段0~100 cm土层土壤相对湿度都降至40%以下,但深层土壤湿度并未受到水分控制影响;拔节和抽雄期干旱胁迫条件下,根长密度(RLD)最大值分别为2.18±0.89cm·cm^(-3)和2.10±0.47 cm·cm^(-3),所在土壤深度为60 cm,对照(CK)RLD最大值为1.24±0.77 cm·cm^(-3),所在深度为40 cm,CK和BJ处理的RLD在最大值深度以下随土层深度增加而减小,CX处理的RLD在80 cm以下仍保持较大值;BJ和CX比CK的d50分别增大45%和59%,d95分别增大8%和41%,证明玉米根系因干旱胁迫而向深层土壤生长。

玉米雄穗长的全基因组关联分析

为了阐明雄穗长的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用289份常用玉米自交系为试验材料,在自然条件下测量并分析玉米的株高、穗位高、雄穗柄长与雄穗长的相关性,并利用全基因组关联分析对雄穗长进行初步定位。结果表明,玉米雄穗长与3个农艺性状呈显著相关或极显著相关,其中与雄穗柄长关联最密切,相关系数最高达到0.717。同时共定位出13个与玉米雄穗长相关的标记位点,分别位于Bin1.05、Bin7.02、Bin8.03、Bin10.05处。采用全基因组关联分析的方法发掘雄穗长基因位点及候选基因,对揭示雄穗的遗传机理,加速玉米育种进程具有重要的意义。

玉米雄穗相关性状QTL分析

以掖478和齐319构建染色体片段代换系群体(CSSLs),分析石家庄、新乡、昌平、顺义4个地点的雄穗主轴长(TL)和雄穗分枝数(TBN)的表型鉴定数据。结果表明,在2个以上环境中共检测到27个雄穗主轴长QTL,分布在1、2、3、4、5、7、8、9和10号染色体上,其中,1号染色体上雄穗主轴长QTL位点最多;共检测到23个雄穗分枝数QTL,分别位于1、2、4、6、7、8和10号染色体,其中,1号染色体上雄穗分枝数QTL位点最多。验证了北方春玉米环境稳定的3个雄穗主轴长QTL和10个雄穗分枝数QTL,发掘到黄淮海环境特异的5个雄穗主轴长QTL和3个雄穗分枝数QTL。在4个环境下均能检测到5个雄穗主轴长QTL(qTL1-3、qTL1-4、qTL2-1、qTL3和qTL4-2)和1个雄穗分枝数QTL(qTBN1-7),可为控制雄穗主要性状的基因克隆和机理解析提供参考。

不同环境下玉米雄穗分枝数和主轴长的QTL分析

合理的雄穗结构是协调玉米雌雄穗发育和增加产量过程中重要的农艺性状。本研究以掖488×Va35-2构建的230个F_(2:3)家系,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对不同生态环境下的玉米雄穗分枝数和雄穗主轴长进行QTLs定位和效应分析。结果表明,F2:3家系在单个环境下总共检测到7个雄穗分枝数QTLs和8个雄穗主轴长QTLs,分别位于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10号染色体上,且单个QTL的表型贡献率介于3.38%~17.01%之间。其中在2个环境下同时检测到8个稳定表达的s QTLs(包括4个雄穗分枝数s QTLs:3.04 bin的qTBN-Ch.3-1,5.04 bin的qTBN-Ch.5-1,7.02 bin的qTBN-Ch.7-1,9.01-9.02 bin的qTBN-Ch.9-1和4个雄穗主轴长s QTLs:2.05 bin的qTTL-Ch.2-1,3.04 bin的qTTL-Ch.3-2,9.01-9.02 bin的qTTL-Ch.9-1,10.01 bin的qTTL-Ch.10-1)。这些在不同环境下能够稳定存在的s QTLs可为玉米雄穗相关性状的生产应用、精细定位及基因克隆提供有价值的参考。