胡利宗[1]2008年在《玉米自交系NX110导入系群体评价及耐旱相关性状QTL分析》文中研究表明导入系群体(Introgression Lines,ILs)是利用多代回交后自交并结合分子标记辅助选择构建的永久作图群体,是进行QTLs(Quantitative Trait Loci)遗传分析较为理想的材料。与传统的定位群体相比,导入系具有遗传背景相对清楚,群体遗传稳定,可用于重复开展QTLs与环境的互作以及QTLs间的互作等研究。利用导入系群体可以进一步构建单片段导入系(Single Segment Introgression Lines,SSILs)或者近等基因系(Near Iso-genetic Lines,NILs),进行QTLs精确定位和QTL遗传效应分析。本研究以河北农业大学选育的玉米杂交种农单5号的父本农系110为轮回亲本,以60个不同自交系的为非轮回亲本,通过2-3代回交和1-2自交,结合表型选择构建导入系群体;并利用BC_3F_1群体对玉米耐旱相关性状QTLs进行初步鉴定,得到了以下初步结果:1、选用60个SSR分子标记对94份玉米自交系苗期耐旱性进行了全基因组关联研究。结果表明,94份自交系中12份属于高耐旱自交系,13份属于中等耐旱自交系,22份属于弱耐旱自交系,其余47份为不耐旱自交系;卡方适合性测验显示,16个微卫星位点多态性与玉米苗期的耐旱性在统计学上有显着差异。2、从http//www.maizegdb.org选择SSR标记,采用PAGE凝胶电泳分析,在60个供体亲本与轮回亲本农系110之间筛选出94对多态性标记。3、利用所筛选的94个多态性标记对92个BC_3F_2单株进行前景检测,总共检测到672个供体片段;背景选择结果表明:农系110为遗传背景的BC_3F_2群体中,背景回复率在94.26%以上,平均回复率为98.14%,最高回复率为100%。4、对导入系群体进行遗传评价表明,农系110-ILs群体导入片段长度在6.8cM～342.86cM之间,平均长度为91.10cM,导入片段总长度为3643.92cM,覆盖全基因组48.95%。5、利用Windows QTL IciMapping v1.0列以农系110为遗传背景的导入系群体的百粒重、穗位高、穗粗、穗长和ASI这5个性状进行QTL初步鉴定,以LOD＞2为标准,总共检出13个QTL。其中3个QTL与穗位高相关,4个QTL与百粒重相关,2个QTL与穗长相关,1个QTL与穗粗有关和3个QTL与雌雄开花间期相关。
卢艳丽[2]2010年在《不同类型玉米种质分子特征分析及耐旱相关性状的连锁—连锁不平衡联合作图》文中进行了进一步梳理玉米是全世界最重要的粮食作物之一,也是研究遗传、进化和作物驯化的模式作物。干旱是影响玉米生产的主要限制因素,玉米耐旱育种是提高玉米品种耐旱性、减少干旱造成产量损失的有效途径,而种质资源的收集和评价对包括耐旱性在内的玉米遗传育种具有重大意义。近年来,研究者应用基因组学等方法从玉米种质资源中发掘出有益的耐旱基因,在此基础上开发出相应的功能标记,并有效地用于分子标记辅助选择,提高玉米耐旱育种效率。本研究从全球(墨西哥、津巴布韦、肯尼亚、巴西、中国)玉米育种项目中共收集了2000多份温带、热带、亚热带玉米材料,并对其中的770份玉米自交系进行遗传多样性、群体结构及等位基因频率分布等分析。同时从中筛选出了447份核心玉米自交系,利用大规模的SNP标记对其进行了基因内与基因间的遗传多样性比较分析及标记间的LD分析。此外,本研究根据玉米自交系的生物与非生物抗性等特征从中筛选出了550份材料,在正常灌水和干旱胁迫两种处理下对其进行耐旱性评价。分子标记的分析是基于两个1536-SNP芯片,其中一个为随机SNP芯片(random chip, RA芯片),另一个为耐旱候选基因SNP芯片(drought tolerance chip, DT芯片)。最后在构建SNP连锁图谱的基础上,运用基于全基因组扫描的连锁不平衡作图、分离群体的连锁作图定位了与株高、不同时期标准化植被指数(NDVI,反映植株生物量)及ASI相关的QTL,并以ASI为例,比较了这两种作图方法及连锁—连锁不平衡整合作图的定位结果和检测效率。主要研究结果如下：1.利用全基因组SNP标记进行不同类型玉米种质分子特征分析。利用均匀分布于玉米全基因组的RA芯片所包含的1034个SNP标记对770份玉米自交系进行遗传多样性分析,共检测到2068个等位基因,多态性信息含量平均为0.259,并从中筛选出了449个高质量的核心SNP标记。基于模型聚类、NJ聚类和主成分分析得到了比较一致的分类结果,可将770份玉米自交系划分为温带玉米和热带／亚热带玉米两大类群,温带玉米类群又可以进一步的划分为6个杂种优势群,即PA、BSSS、PB、Lancaster、旅大红骨和四平头。比较不同类型的玉米种质间等位基因频率的差异,发现温带玉米和热带／亚热带玉米种质之间的差异最大,黄色与白色玉米间差异次之,马齿与硬粒玉米间差异最小。对杂种优势的长期选择导致了在两个杂种优势群间,有20%的SNP标记存在显着的等位基因频率差异。比较不同地理来源玉米种质间等位基因的差异,分别在中国(282份)和CIMMYT玉米(394份)中检测到9个和2个特异等位基因。两个紧密连锁的SNP标记PZA03254.1和PZA03587.1,来源于染色体4上的同一个基因,在PA和Lancaster两杂种优势群中具有相同的等位基因变化趋势,而且这两个标记的一个等位基因同时在巴西玉米中缺失,但在中国玉米中频率高达20%,表明这两个相隔142 kb的标记处于一个连锁不平衡的区域内。2.玉米核心自交系基因内与基因间的遗传多样性及标记间的LD分析。本研究从770份玉米自交系中筛选出447份核心材料,利用RA和DT芯片对其进行基因内、基因间遗传多样性的比较分析,结果表明在447份玉米自交系中基因间标记所揭示的遗传多态性高于基因内标记,内含子标记所揭示的多样性高于外显子标记。另外本研究按照3个SNP标记的窗口、10 kb的遗传窗口(10 kb范围内的所有标记)和基因窗口(一个基因内的所有标记)组成了不同类型的单倍型,并发现窗口的遗传距离越大,其单倍型所揭示的遗传多样性也越高,其中3个SNP窗口的遗传距离最大,.所构成的单倍型在447份玉米自交系中所检测到的遗传多样性最高,其多态性信息含量(PIC)平均值为0.566；10 kb窗口的单倍型次之,其PIC平均值为0.437;基因窗口的单倍型最小,其PIC平均值为0.291,但叁种类型的单倍型均高于单个SNP所检测的遗传多样性。全基因组水平上的LD分析表明,447份玉米材料中有33.97%的成对SNP在0.01水平上存在显着的LD,160份温带玉米自交系中有34.14%的成对SNP标记存在显着LD,287份热带玉米自交系中仅有5.55%的成对SNP存在显着LD,远远少于温带玉米和所有玉米材料。在热带玉米和整个玉米材料中,10条染色体上的平均LD衰减距离为5-10 kb,而温带玉米中10条染色体上的平均LD衰减距离为10-100 kb(R2>0.1的水平上)。由此可见,供试的温带玉米中LD水平高于热带玉米和整个玉米材料。在这叁个群体中,随着成对标记在染色体上物理距离的增加,LD的变化都表现出了一致的逐渐降低的趋势。3.两种水分处理下玉米耐旱性评价和多个选择指标的比较。本研究在正常灌水和干旱胁迫两种处理下对550份玉米材料进行了营养生长和生殖生长阶段的耐旱性评价。我们在干旱处理前后进行10次NDVI的测量,用NDVI来衡量植株不同营养生长阶段的生物量。其他与耐旱相关的选择指标包括ASI、叶片衰老指数、叶绿素含量、根电导率、籽粒产量和产量构成因素及耐旱指数。在干旱处理下粒重是最为稳定的性状。与其他指标性状相比,根电导率和耐旱指数的遗传率和遗传相关最低,不能作为可靠的耐早性评价指标。不同生长时期所测得的NDVI值之间具有很高的遗传相关,表明对植株生长的测量可以选择在一个或两个时间点进行,而不需要在整个生长阶段多次进行。由于下午叶片发生卷曲,使得同一天下午所测得NDVI比早上所测值显着降低。另外,研究还发现NDVI值与其他性状间的相关性较高,表明NDVI能有效地反应植物生物量,建议被用作新的耐旱性评价指标,同时NDVI也可以用于评价干旱处理下叶片的卷曲度。除根电导率外,籽粒产量与其他耐旱指标性状的相关在两个水分处理条件下都达到显着。根据非产量耐旱指标和产量构成因子建立的回归模型可分别解释籽粒产量变异的40%和95%。此外,本研究以10株籽粒数作为选择耐旱种质资源的指标,共筛选获得了45份强耐旱的自交系,其中7份来自中国温带玉米生态区,但表现出了较强的耐旱性,在干旱逆境下可获得与热带玉米相当的产量。这些具有广泛适应性的耐旱玉米种质应该同时被温带和热带生态区育种项目所利用。4.SNP标记连锁图谱的构建及全基因组遗传重组变异与偏分离对遗传育种研究的影响。利用RA和DT芯片对550份玉米材料进行基因型分析,分别筛选出1035和1017个高质量、多态性的SNP标记,以550份材料中的3个重组自交系群体{XB(X178×B73), C5 (Ac7643×Ac7729/TZSRW)和C6 (CML444×Malawi)}为连锁作图材料,构建了整合的遗传连锁图谱。该图谱长度为1346 cM,共包括了1443个标记,其中SNP标记1155个,另外本研究还整合了214个SSR和74个定义bin边界的核心标记。在3个群体中共检测到446(26%)个显着偏分离的标记(α=5%)和13个偏分离热点区域,其中一个偏分离热点区域(总长度为2.2 Mbp)与ga2(配子体因子2)位于相同的位置。本研究还发现同一标记区域在叁个群体间存在高达4.5倍的重组率差异,从着丝粒到端粒区域,遗传重组频率从0.06 cM/Mbp增加到8.47cM/Mbp,可见端粒区域的重组频率是着丝粒区域的100多倍。根据重组抑制规律,本研究推断bin1.05、bin3.04和bin8.03为着丝粒区域。在XB群体中检测到了11个严重重组抑制的非着丝点区域,这可能是由于大块的结构性凝聚异染色质(也称为异染色质纽,knob)所引起。本研究还评价了整合连锁图谱、基因组范围的遗传重组变异和偏分离对遗传研究、QTL定位及分子标记辅助选择的影响。5.两种水分处理下玉米株高及不同时期NDVI的QTL分析。本研究利用上述RA和DT芯片中的2052个多态性SNP标记及其所组成的386个单倍型座位,对C5、C6、XB重组自交系群体和305份自交系进行了正常灌溉和干旱胁迫处理下玉米株高及不同时期NDVI的QTL分析。结果表明,利用连锁作图在两种水分条件下共检测到60个与不同时期NDVI相关的标记区间,利用单标记和单倍型连锁不平衡作图分别检测到50个显着的SNP和14个显着的单倍型座位,在不同时期中均检测到了相同的QTL区间,同时也发现了各时期特有的QTL。NDVI各时期QTL的数目随着测量时间的推移而逐渐增加。连锁作图、基于单标记和单倍型的连锁不平衡作图在两个水分条件下分别检测到15、13和5个控制株高的QTL。其中有3个控制株高的QTL和4个控制NDVI的QTL均在叁种作图方法中被检测到。此外,本研究还发现了13个同时控制株高与NDVI两个性状的QTL。6.利用连锁-连锁不平衡的联合作图提高QTL分析的效率：以散粉-吐丝间隔期为例。QTL定位效率受到作图群体大小、标记的等位基因频率和定位方法自身性质的影响。利用上述相同的标记和群体进行平行的连锁作图和连锁不平衡作图,同时结合这两种群体进行了连锁—连锁不平衡的整合作图,阐述了不同定位方法中存在的限制因素。ASI是玉米耐旱的重要指标,本研究在灌溉处理和干旱胁迫两种水分条件下对其进行测定。与单标记SNP作图相比,单倍型作图显着地改善了作图的效率,其P值从5.8×10-4降低到7.59×10-8,解释的总变异从5.38%增加到28.63%。连锁作图和LD作图结果相互补充,共检测到了13个QTL。连锁—连锁不平衡的整合作图检测到另外17个QTL,这些QTL主要受到RIL群体与自交系群体间的遗传效应、背景效应或两个效应的同时影响。在277个等位基因频率小于5%的标记中,有113个(40.8%)标记在至少一个RIL群体中恢复了等位基因频率的正常分布,其中还有3个标记在XB RIL群体中被发现与ASI显着相关。此外,本研究在多重检测水平下检测到两个显着的单倍型座位,其中一个与编码SET结构域蛋白的基因相关,在植物发育及ASI的两个主要组成性状中起着重要的调控作用。另一个显着的单倍型座位与醛酮还原酶基因相关,该基因参与逆境胁迫下的解毒代谢途径,并对植物细胞进行渗透调节,从而提高植物的抗逆性。连锁—连锁不平衡的联合作图提高了复杂性状QTL定位的检测效率。
王阳[3]2008年在《基于导入系和F_（2：3）家系的玉米苗期耐旱性QTL分析》文中认为玉米是我国第二大作物,我国主要的玉米主产区是在东北叁省、黄淮海地区及西南地区。在每年的春夏季,这些地区都要受到干旱的严重影响,因此干旱是限制玉米生长及产量最重要的非生物胁迫因子。挖掘耐旱基因资源,提高玉米品种的耐旱水平,已成为玉米育种者的一项重要课题。玉米的苗期生长发育直接影响到整个玉米生长发育的进程,深入了解玉米苗期耐旱性的遗传机制,特别是利用生物技术手段如分子标记技术对玉米苗期的耐旱相关QTL进行定位,可以为耐旱育种提供理论依据,为分子标记辅助选择奠定基础。本研究选用我国优异自交系253份材料与骨干自交系材料黄早四进行杂交,对产生的回交后代群体在苗期进行干旱胁迫处理,从而构建选择导入系。在所得到的耐旱材料中选取黄早四与掖478的BC_2F_1和BC_3F_1群体作为研究材料,并结合黄早四与掖478的构建的235份F_(2:3)家系,发掘玉米的耐旱主效QTLs,阐明耐旱QTL的遗传效应。所获得的主要结论如下:1.采用我国优异的骨干自交系黄早四和掖478所产生的235个个体的F_(2:3)家系,以137个SSR分子标记为基础,构建的遗传连锁图谱总长度为2849.9cM,标记之间的平均遗传距离为20.8cM。在所有SSR分子标记中,当P<0.05时,共有51个标记表现偏分离,频率为33.3%。偏分离的热点区域集中在第3、7、8、9和10条染色体上。2.亲本掖478和黄早四在株高、叶片相对含水量、地上部的生物产量、叶片持绿性这四项指标的鉴定中存在显着的差异,掖478的耐旱性要低于黄早四。采用黄早四和掖478所构建的遗传连锁图谱为基础,对正常水分条件和干旱胁迫条件下的株高变化、叶片相对含水量、地上部的生物产量、叶片叶绿素含量等性状进行了QTL分析。结果表明,株高相关的QTL有时空特异性表达特点。在第1条和第2条染色体上发现与株高相关的QTL,等位基因分别来源于亲本黄早四和掖478在bnlg1643-bnlg1597(1.11),umc1539-bnlg1047(3.08)等位点检测到前人发现的与株型相关的QTLs,在第10条染色体上检测到尚未报道的一个QTL。控制株高的QTL的遗传效应主要属于部分显性(PD)和超显性(OD)。株高与地上部生物鲜重、叶绿素含量存在着QTL的一因多效现象。3.在北京、新疆、河南叁地正常水分条件下,与株型性状相关的QTLs分别检测到12个、10个、11个。穗位高的QTLs的等位基因来源大多数是黄早四,雄穗分枝数的QTL的等位基因来源几乎都是来自掖478。与花期性状相关的QTLs分别检测到12个、15个、15个,大部分表现为部分显性,特别是在在第3条染色体上nc030-umc2166区间内,检测到与花期性状(抽雄期、开花期、散粉期)相关的一个重要QTL。花期相关性状的QTL的等位基因来源于掖478的要多于黄早四。与产量及产量因子相关的QTL检测到48个,大部分表现为部分显性和超显性。株型、花期及产量性状QTL与苗期耐旱性状QTL在第1,2,8,10条染色体上的5个位点被同时检测到。4.对黄早四×掖478的回交群体BC_2F_1和BC_3F_1进行SSR标记基因型分析,发现BC_2F_1代导入片段数较多,平均单株导入片段数为24.2个,BC_3F_1代平均单株导入片段数为17.8个。在导入系BC_2F_1群体中,共检测出48个卡平方测验结果显着的标记位点。针对这些位点在BC_3F_1群体中发现有31个位点也呈显着性变化。其中在1.03(phi109275)、2.03(umc1845)、2.04(phi083,umc2248)、10.02(umc1152)、10.03(umc1053)区段的位点与通过F_(2:3)家系所检测出的苗期耐旱性状相关QTLs相一致。对31个QTLs进行加性效应分析,各位点在不同环境条件下加性效应值不同。
王晓鹏[4]2011年在《玉米抗旱性及产量相关性状的QTL分析》文中研究表明非生物胁迫因素中,干旱对玉米生产的影响最为严重,是我国玉米生产的主要限制因素之一。选育抗旱性品种是解决这一问题的有效策略。在一定的栽培耕作制度条件下,玉米的单产增益主要来自遗传改良(戴景瑞,1998)。玉米基因型之间存在着广泛的抗旱遗传变异,与抗旱性有关的性状受微效多基因控制,属数量性状。本研究利用SSR标记构建基于组合D5(抗旱)×9381(敏感)的分子标记连锁图谱,并对该组合的215个F_(3:4)家系在灌溉与干旱胁迫两种环境下进行抗旱性鉴定,分析控制玉米抗旱产量相关性状QTL位点与遗传效应,探索玉米抗旱性的分子遗传机制,为玉米抗旱性的遗传改良提供理论和参考。取得了以下结果:(1)通过2009和2010年的对比试验,在正常灌溉与干旱胁迫两种环境下,对215个F_(3:4)家系的6个耐旱相关性状(单株产量、ASI、穗粗、穗长、行粒数、株高)进行了鉴定与统计分析。结果表明:在两种环境下,各性状的平均数在家系间存在显着差异。在两种环境下,各性状的平均数在家系间存在显着差异。除开花-吐丝间隔(ASI)与产量呈显着的负相关以外,多数性状与产量呈显着的正相关;在干旱环境下,株高、穗长、行粒数等性状的变异系数比灌溉增加。与产量相关系数较大的穗长、行粒数等性状,可作为重要次级抗旱鉴定性状。(2)利用183个共显性的SSR标记构建了覆盖玉米全基因组10个染色体的分子标记连锁图谱。图谱的总长度为1777.8cM,平均间距为9.72cM。基于分子标记排列顺序与位点比较,该连锁图谱与玉米基因组数据库所公布的玉米整合图谱有较高的一致性,可以用于进一步的QTL定位研究。(3)以复合区间作图法(LOD>3.0),对两种环境下的6个抗旱相关性状进行QTL检测。总计检测到68个QTL位点,其中灌溉环境下31个、干旱胁迫环境下37个。每个性状所检测到的QTL数目在2-4个之间,单个QTL所能解释的表型变异在8.09-13.97%之间。(4)发现抗旱相关性状的QTL在染色体上有成簇分布的特点。初步找出了抗旱性QTL的关键区域,这些区域主要集中在第2染色体上的标记umc1580a与bnlg121区域,第4连锁群上标记区间umc2280与umc1652区域,第9连锁群上的标记umc1494与标记umc1657区间。(5)在灌溉和水分胁迫两种环境下,进行了多环境下玉米产量相关性状的QTL分析,找到了玉米抗旱相关QTL的关键区域。这些QTLs具有多效性并能在不同环境下稳定遗传。这些QTLs的存在可能有助于进行精细定位、候选基因的发现,确定分子标记辅助育种策略并结合传统育种提高干旱条件下的玉米产量。
李雪华[5]2005年在《玉米通用耐旱QTL的发掘与验证》文中指出随着分子生物学和生物信息学的不断发展,从玉米(Zea mays L.) 基因组数据库中发掘耐旱遗传信息已成为可能。发掘耐旱基因及其连锁分子标记是发展耐旱分子育种技术的重要基础。本实验通过生物信息学手段整理玉米耐旱相关性状的QTL 信息,借助高密度分子标记连锁图谱IBM,整合了在干旱条件下10 个作图群体中181 个QTL,构建了全长3582.1cM 的耐旱QTL 整合图谱。初步发掘出15 个涉及玉米农艺和生理等性状的“通用耐旱QTL”(UQ)及连锁标记,同时在这些QTL 区段内找到了一些与水分胁迫反应相关的基因(如mha1、gln6 等)。本文分别从比较基因组学和分子生物学实验两方面对UQ 进行验证。通过对玉米UQ 连锁的10个基因及20 个分子标记与水稻(Oryza sativa L.) 基因组的序列比对,平均每段玉米的序列在水稻数据库中找到10 段以上的同源序列。同时在部分水稻同源序列位置上发现了一些控制水稻耐旱性的QTL 和基因,研究结果暗示一部分控制玉米和水稻耐旱性的QTL 可能是同源的。另一方面,通过PCR 技术,分析重要的玉米UQ 连锁分子标记与(X178×B73)F2 作图群体有关参数的共分离状况,进行染色体比较定位,初步验证了部分UQ,如UQ1-1、UQ3-1、UQ5-1 及UQ9-1。研究结果为确定玉米耐旱基因位点创造了技术条件,为玉米的耐旱分子标记辅助选择及种质改良提供了技术支持。
李永祥[6]2008年在《玉米耐旱性QTL定位及重要产量相关性状的遗传基础研究》文中进行了进一步梳理干旱是我国玉米生产的主要限制因素之一,加强耐旱遗传基础研究对玉米耐旱育种具有重要意义。本研究通过构建玉米花期耐旱导入系群体及对其进行耐旱相关导入片段扫描,结合F2:3群体的耐旱相关性状QTL检测,对玉米花期耐旱性相关遗传区域进行了联合分析,以期解析与耐旱密切相关的染色体区域及相关的新位点。并以该组合的F2:3群体为试验材料,进行了多环境下玉米产量相关性状的QTL分析,探讨了产量及其重要农艺相关性状间相互关系和各性状及相关QTL位点与环境互作关系。主要研究工作与结果如下:1、玉米花期耐旱相关候选遗传区域的确定以玉米花期耐旱性重要衡量指标——散粉至抽丝间隔(ASI)≤2天为筛选标准,通过对回交群体在新疆进行高强度干旱单株选择,构建了黄早四(受体亲本)×齐319(供体亲本)组合玉米花期耐旱导入系群体。继而利用SSR分子标记对构建的由63个家系组成的耐旱群体进行玉米花期耐旱性相关染色体片段的定位。结果表明:与理论值相比,耐旱群体中来自供体亲本的SSR位点导入频率有了显着提高,集中分布于1.08、2.07、3.04、4.01—4.04、5.07、6.05、7.03、9.04、10.04等染色体区域(x2检验)。最后,在基因组范围内确定了20个玉米花期耐性相关染色体区域,分布于第1染色体(1个)、2染色体(2个)、3染色体(1个)、4染色体(5个)、5染色体(3个)、6染色体(1个)、7染色体(2个)、9染色体(3个)、10染色体(2个)等9个连锁群上。对这些耐旱相关候选遗传区域内功能基因进行查询发现存在一些已报道的与玉米花期耐旱性直接相关的功能基因。研究结果还显示,经过高强度干旱筛选,高代导入系群体的花期性状耐旱性得到了较为明显的改善,显示了玉米遗传改良中以ASI为标准进行耐旱选择的可靠性。2、玉米耐旱主效QTL位点和上位性效应位点的定位与分析对来自相同亲本组合、由230个家系构成的F2:3群体利用SSR分子标记进行基因型鉴定的同时,在正常灌水与干旱处理两种条件下进行表型鉴定,QTL分析表明,大部分QTL位点不能在水旱两种处理下同时检测出,干旱条件下检测到的QTL位点数目显着减少。与上述耐旱相关候选遗传区域研究的结果相结合进行综合分析得出,基于F2:3群体的8个玉米花期耐旱相关QTL落在了5个基于耐旱导入系群体确定的耐旱相关遗传区域,这些区域包括第3染色体的bnlg1957-bnlg1399、第5染色体的bnlg2305-bnlg1118、第7染色体的umc1339-bnlg1094-bnlg1579和bnlg339-umc1408-bnlg2271、第10染色体的phi062-umc1053。其中基于F2:3群体在第10染色体phi062-umc1053内同时定位了抽雄期、散粉期、吐丝期和ASI等4个重要的玉米花期耐旱相关QTL,并可分别解释13.8%、17.3%、19.6%、10.9%的表型变异。3、多环境下玉米产量重要相关性状间的相关性分析及相关QTL定位以黄早四×齐319组合的230个F2:3家系为试验材料,在不同环境条件下进行了重要产量相关性状间的相关性分析,结果表明,穗部性状、籽粒性状对单株产量具有十分重要的作用。QTL定位结果显示第4染色体标记区间umc2405-bnlg572内的散粉期QTL、第8染色体标记区间umc1562-bnlg1651和第10染色体标记区间phi062-umc1053内的抽雄期QTL等位点在不同环境下均检测到,表明这些位点在不同环境中具有相对稳定的表达模式。另外,本研究还检测到了数目众多的上位性效应位点,显示出上位性效应对玉米遗传改良同样具有十分重要的作用。
李雪华, 李新海, 郝转芳, 田清震, 张世煌[7]2005年在《干旱条件下玉米耐旱相关性状的QTL一致性图谱构建》文中研究表明发掘玉米耐旱基因及其连锁分子标记是构建耐旱分子育种技术的重要基础。通过生物信息学手段整理玉米基因组数据库中已有耐旱相关性状的QTL信息,借助高密度玉米分子标记连锁图谱IBM和临近分子标记,建立耐旱相关性状的QTL一致性图谱,进而发掘通用QTL。研究显示,在干旱条件下于10个定位群体中共发现与9个玉米农艺及生理性状有关的181个QTL,建立了全长3582.1cM的耐旱相关性状的QTL一致性图谱,发掘出15个“通用耐旱QTL”及其连锁标记。研究结果为确定玉米耐旱基因位点和建立分子标记辅助育种技术创造了条件。
胡新民[8]2017年在《利用玉米DH和BC群体鉴定耐旱QTL及选育耐旱材料》文中研究表明干旱是引起作物减产最常见的原因,也是对玉米生产影响最大的非生物胁迫,全球气候变暖会加剧干旱对玉米生产的影响。选育耐旱品种是降低经济损失的有效手段,而筛选优良的耐旱材料是培育耐旱品种的前提。分子标记技术和表型选择相结合的方法能加速耐旱材料的选育。本研究利用玉米耐旱自交系旱21和干旱敏感自交系掖478构建的DH群体,结合SSR和SNP分子标记,通过多年多点田间干旱实验,分别对苗期和开花期玉米的耐旱QTL进行定位,并利用BC3F7群体对不同QTL作图方法定位到的重要耐旱QTL区间进行了验证,为后续基因的精细定位和耐旱育种提供理论依据和优良的基础材料。主要研究结果如下:1、干旱条件下玉米苗期性状的QTL定位。在温室内对DH群体进行5次独立重复干旱实验,对相对电导率(REC)和旱害指数(DI)进行QTL分析,共检测到17个QTL。其中REC检测到8个QTL,分别位于1、3、4、5、6、7、10号染色体,单个QTL可解释的表型变异为2.59-13.]7%;DI检测到9个QTL,分别位于1、2、3、4、5、6、7、10号染色体,可解释的表型变异为2.97-8.29%。两个性状在3、4、5号染色体检测到的叁个QTL重迭。2、不同干旱环境下玉米花期性状和产量性状的QTL定位。分别在海南、河北、新疆对DH群体进行总共7个环境的干旱鉴定实验,共检测ASI(雌雄开花期间隔)、ESP(结穗率)和GY(产量)的QTL70个,分布于10条染色体,单个QTL的贡献率从1.16%至18.01%。其中,ASI、ESP和GY分别检测到23、21和26个QTL,在12个分子标记区间多次检测到QTL。3、重要耐旱QTL区间的发掘与验证。采用单环境检测到的QTL比较、最佳线性无偏估计拟合多环境数据后检测QTL、QTL与环境互作作图叁种不同的分析方法探究田间稳定的耐旱QTL区域,共找到13个重要的耐旱QTL,分布于3、4、5、6、7、8、10号染色体。分析经田间表型选择得到的BC3F7群体中耐旱QTL的基因频率变化,验证发现10个耐旱QTL的基因频率高于平均频率。4、耐旱材料的筛选。计算干旱环境下性状ASI、ESP、GY的平均隶属度U,结合耐旱指数DTIv和抗旱性指数DTIg进行聚类分析,分别从13年海南、14年海南、13年河北、14年河北、13年新疆、14年新疆、16年新疆鉴定出24、52、23、34、41、40、50个耐旱株系,其中14、12、20个株系分别在海南、河北、新疆表现为耐旱,5个株系在各环境中均表现为耐旱。
高世斌[9]2004年在《玉米耐旱相关性状的QTL分析》文中研究表明干旱是影响玉米生产的最主要非生物胁迫因素，解决这一问题的有效策略是选育并推广耐早性品种。但是，耐旱性是一复杂的数量性状且需要特殊的环境才能被鉴定，因此传统育种方法进行耐旱性遗传改良的效率不高。随着分子标的应用与发展，可以作为一种有效辅助手段，提高传统育种效率，为玉米耐早性育种带来新的途径。本研究利用SSR标记构建基于组合N87-1(耐旱)×9526(敏感)的分子标记连锁图谱，并对该组合的183个F_(2：3)家系在对照与干旱胁迫两种环境下进行耐旱性鉴定，分析控制玉米耐旱相关性状QTL位点与遗传效应，探索玉米耐旱性的分子遗传机制，为玉米耐旱性的遗传改良提供理论和参考。取得了以下结果： 1．在对照与干旱胁迫两种环境下，对183个F_(2：3)家系的12个耐旱相关性状(单株产量、抽雄期、吐丝期、雌雄开花间隔、株高、穗高、根数、根重、穗叶长、穗叶宽、雄穗分枝数和雄穗主轴长)进行了鉴定与统计分析。结果表明：在两种环境下，各性状的平均数在家系间存在显着差异；除雌雄开花间隔(ASI)与产量呈显着的负相关以外，多数性状与产量呈显着的正相关；在干旱胁迫环境下，除ASI以外，其余各性状的变异系数比对照增加；与产量相关系数较大的ASI、根重和雄穗主轴长等性状，可作为耐旱性鉴定的重要次级性状。 2．利用103个共显性的SSR标记构建了覆盖玉米全基因组的分子标记连锁图谱。图谱的总长度为1512.9cM，平均间距为16.27cM。基于分子标记排列顺序与位点比较，该连锁图谱与玉米基因组数据库所公布的玉米整合图谱有较高的一致性，可以用于进一步的QTL定位研究。 3．以复合区间作图法(LOD≥2.0)，对两种环境下的12个耐旱相关性状和产量耐旱系数(DTI)进行QTL检测。总计检测到89个QTL位点，其中对照环境下43个、干旱胁迫环境下39个以及7个DTI的QTL。每个性状所检测到的QTL数目在1～7个之间，单个QTL所能解释的表型变异在4.68～34.1％之间，基因的作用方式以部分显性和超显性为主。产量、ASI、根重、穗位叶宽、穗位叶长及穗位高性状的部分QTL位点在两种环境下有较好的重复性。 4．发现耐旱相关性状的QTL在染色体上有成簇分布的特点；初步找出了耐旱性QTL存在的重点区域。这些区域主要集中在第1连锁群上的标记bnlg2086(binl．04)与标记bnlgl347(binl.10)临近区域，第4连锁群上的标记区f日J umClll7一ne0OS(bin4.O4一bin4.05)与标记区间bnlg2126一umex573(bin4.os一bin4.og)，第5连锁群上标一记区间bnlg 1 006一ume 1416(bins.0)，第6连锁群上标记umel296(bin6.o6一bin6.07)临近区域，第7连锁群上标记区间phi034一bnlgl792(bin7.02)与bnlgl8OS一ume1O15(bin7.03李。 5.与国外相关研究的结果比较表明，本研究所检测的耐旱相关性状QTL在第4连锁群上的分布频率相对偏高，可能与母本N87一1的特殊遗传背景有关。
郝转芳[10]2005年在《玉米耐旱主效QTL定位与候选基因鉴定》文中认为玉米(Zea Mays L.)是重要的粮、经、饲作物。但是,在干旱与半干旱地区,水资源短缺一直制约着玉米产量的进一步提高。近些年,随着分子生物学技术在作物遗传育种领域的广泛应用,尤其是通过分子标记技术和分子生物统计方法相结合,对数量性状位点(QTL)进行了大量定位研究,为突破常规耐旱育种模式,探讨玉米耐旱的遗传机制和作用方式提供了新的思路。通过进一步对QTL定位方法的优化组合和定位结果的筛选验证,并且与功能基因组学技术和比较基因组学手段相结合,探讨与植物耐旱性相关的功能基因,为揭示玉米耐旱遗传机理提供契机,从而为耐旱遗传研究与标记辅助育种奠定初步的基础。 在本研究中,利用SSR和AFLP分子标记对X178(国内耐旱玉米自交系)xB73(不耐旱自交系)杂交后获得的234个F_2单株进行标记分析,采用Kosambi作图函数进行重组率转换和MapMaker/EXP3.0软件进行误差检测,构建了玉米SSR标记框架连锁图谱和相对饱和的遗传连锁图谱,为以后的耐旱QTL定位研究奠定基础。随后,在F_2群体中套袋姊妹交获得相应的F_(2:3)家系,在田间进行耐旱表型鉴定,分别于2002年山西临汾、2003年山西临汾和2003年海南叁亚在干旱胁迫(WS)与灌溉处理(WW)条件下对F_(2:3)家系的雌雄开花间隔(ASI)、结穗率(ESP)和籽粒产量(GY)进行田间表型鉴定。根据测定结果,采用MapMaker/QTL1.1软件的区间作图法和QTLCartographer2.0软件的复合区间作图法以及EPISTACY2.0软件的两两位点互作方差分析法,对影响玉米耐旱性的QTL进行定位与分析。最后,与参考文献中对玉米耐旱QTL定位的资料相整合,初步确定玉米耐旱性的主效QTL。 为进一步了解耐旱基因的表达模式和作用方式,以及最终实现QTL的克隆,采用cDNA-AFLP技术分析了玉米在苗期和开花期干旱胁迫下的耐旱差异表达序列。本文还采用比较基因组方法,利用玉米和水稻在标记水平上的同源性,对部分耐旱表达差异序列进行了初步的遗传定位,以发掘玉米耐旱的功能候选基因,主要获得以下结果: 1.将LOD阈值设定在5以上,使用135个在两个亲本之间表现多态性的SSR标记,对234个F_2单株进行基因型测定,继而用其中的130个SSR标记优先构建了玉米的高精度遗传框架连锁图谱。框架图谱全长为1537.1cM,标记之间平均遗传距离是12.81cM。然后在LOD阈值降为3的情况下,增加119个显性的AFLP标记,构建了玉米的饱和遗传连锁图谱。增加AFLP标记位点以后的图谱全长为1703.7cM,标记间平均遗传距离为7.13cM,标记之间平均遗传距离小于20cM的达92.1%,该相对饱和的遗传图谱为玉米遗传研究与耐旱QTL的定位奠定了基础。在对标记进行遗传分析的过程中,观察到某些分子标记发生了偏分离,在染色体1、2、5、8、10上找到了一些偏分离热点区域。同时,在对AFLP标记位点定位过程中,提出并讨论了一种使AFLP作为共显性标记的新记载方法,为在标记辅助育种上扩大应用AFLP标记提供了一种新思路。 2.对234个F_(2:3)家系和两个亲本在叁个地点、两种水分处理条件下的雌雄开花间隔(ASI)、结穗率(ESP)和籽粒产量(GY)的观察值进行统计分析,发现各性状在不同的环境条件下都表现出较好的一致性,耐旱亲本X178在干旱胁迫下的表现优于另一个亲本B73,说明观察数据的真实可用。从各个性状在不同环境条件下的最大值、最小值和两个亲本之间的比较来看,后代群体出现超亲分离,群体内各家系之间出现较大变异。各个性状在WS与WW下的相关性都达到了极显着水平,而且不同性状在不同地点也达到了显着或极显着的水平。性状的方差分析表明,群体
参考文献：
[1]. 玉米自交系NX110导入系群体评价及耐旱相关性状QTL分析[D]. 胡利宗. 河北农业大学. 2008
[2]. 不同类型玉米种质分子特征分析及耐旱相关性状的连锁—连锁不平衡联合作图[D]. 卢艳丽. 四川农业大学. 2010
[3]. 基于导入系和F_（2：3）家系的玉米苗期耐旱性QTL分析[D]. 王阳. 中国农业科学院. 2008
[4]. 玉米抗旱性及产量相关性状的QTL分析[D]. 王晓鹏. 山东农业大学. 2011
[5]. 玉米通用耐旱QTL的发掘与验证[D]. 李雪华. 新疆农业大学. 2005
[6]. 玉米耐旱性QTL定位及重要产量相关性状的遗传基础研究[D]. 李永祥. 中国农业科学院. 2008
[7]. 干旱条件下玉米耐旱相关性状的QTL一致性图谱构建[J]. 李雪华, 李新海, 郝转芳, 田清震, 张世煌. 中国农业科学. 2005
[8]. 利用玉米DH和BC群体鉴定耐旱QTL及选育耐旱材料[D]. 胡新民. 中国农业大学. 2017
[9]. 玉米耐旱相关性状的QTL分析[D]. 高世斌. 四川农业大学. 2004
[10]. 玉米耐旱主效QTL定位与候选基因鉴定[D]. 郝转芳. 中国农业科学院. 2005
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