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玉米籽粒容重动态变化的QTL分析

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文献出处
中国农业科学  2016年23期
机 构
河南农业大学农学院,河南省鹤壁市农业科学院
基 金
国家自然科学基金(91335205),国家小麦玉米作物学重点实验室开放课题“玉米胚乳淀粉粒大小候选基因ZmCBP的功能与利用途径解析”(SKL2014ZH-09)
关键词
玉米论文  灌浆论文  容重论文
论文摘要

【目的】鉴定玉米籽粒灌浆过程中控制容重动态变化的QTL,为容重相关关键基因的克隆奠定基础。【方法】利用一套来源于玉米杂交种农大108(许178×黄C)的包含166个家系的RIL群体,于2009年和2010年分别在郑州、安阳按随机区组设计进行种植。开花时选择生育期一致的植株挂牌,并在授粉后15、22、29、36、43和50 d分期收获,风干穗样籽粒,测定重组近交系群体灌浆不同时期籽粒的容重变化,容重相关数据的统计分析用SPSS18.0软件进行。利用覆盖全基因组的822对SSR标记获得亲本间的多态性标记信息,选择216对在亲本和群体中带型都很清晰的多态性SSR标记构建遗传连锁图谱。以构建的遗传连锁图谱为基础,利用Win QTLCart 2.5复合区间作图在0.05显著水平进行1 000次模拟,检测控制容重动态变化相关的QTL。【结果】农大108及其亲本容重随籽粒灌浆进程的推进不断增加,且呈现慢-快-慢的趋势。遗传因素是影响容重的主要因素,环境因素对容重的影响在籽粒灌浆高峰期较前期和后期小。不同年份间,容重在灌浆DAP22至DAP43期间表现出显著的差异,但最终的容重在年份间差异较小。在籽粒灌浆不同时期,农大108的容重表现多介于双亲之间,没有出现超亲优势情况,表现典型的加性效应。对RIL群体容重性状进行t测验,在不同年份间籽粒灌浆过程中均存在显著差异。4个环境条件下,6个籽粒发育时期,共检测到31个容重相关的QTL,分布在玉米第1、2、3、5、6、7、8和9染色体上,分别有2、4、5、3、4、5、3和3个QTL。这些QTL中,13个QTL的加性效应来自亲本黄C(正值),18个QTL的加性效应来自亲本许178(负值)。单个QTL对容重表型的贡献率在5.9%—29.7%。q TW2c在2010年安阳试点DAP22和DAP36被检测到,贡献率分别为11.5%和14.7%;q TW3c在2009年郑州试点DAP29和DAP36被检测到,贡献率分别为22.2%和14.7%。【结论】qTW2c和qTW3c是在不同时期同时被检测到的玉米籽粒容重动态变化的主效QTL,对容重表型的贡献率均在10%以上,所在的染色体区域可作为后续玉米籽粒容重发育的重要研究目标,用于容重相关基因的图位克隆及功能研究。

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