玉米籽粒容重动态变化的QTL分析

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1 08(许178×黄C)的包含1 66个家系的RIL群体,于2009年和2 01 0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50d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21 6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WinQTLCart 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1 08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1 08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,1 3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1 78(负值).单个QTL对容重表型的贡献率在5.9％-29.7％. qTW2c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％;qTW3c在2 009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.

关键词：玉米、灌浆、容重、QTL

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资助基金：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

在线出版日期：2017-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：4480-4487