干旱是世界范围内导致玉米产量损失的主要因素。为了阐明玉米抗旱性的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用抗旱自交系临1和敏感的湘97-7组配160个F2:3家系定位群体,于2011年在湖南省作物研究所和长沙县高桥镇,分别在大田干旱胁迫和正常水分条件下进行表型鉴定。所考察性状包括抽雄至吐丝间隔、株高、千粒重和产量,用抗旱系数来衡量抗旱性。结果表明,110个SSR标记构建连锁图,图谱总长1246.1 cM,标记间平均距离11.33 cM。抗旱相关性状定位的QTL介于8～14个,共检测到43个QTL。单个QTL解释的表型变异为6.27%～18.27%。不同水分条件下定位到的QTL大多数不相同,表明对干...

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。

为挖掘、利用玉米耐贮藏基因资源,对糯玉米组合N7×N32的216个F_2单株种子进行2年的常温贮藏,并以贮藏后种子的单位质量电导率和发芽率为耐贮藏性指标,建立极端耐与不耐贮藏BSA混池。首先筛选在2个BSA混池间有多态性的引物,后在多态引物所在的染色体上增加引物,以F_2为作图群体,构建分子标记连锁图谱;同时结合测得的F_2耐贮藏性状数据,利用复合区间作图法检测耐贮藏相关QTL。结果表明:1)从600对SSR引物中筛选出2对在BSA混池间有多态性的引物,分别位于第4和6染色体上;2)在第4和6染色体上增加200对SSR引物,构建有39个标记位点总长为234.9cM的SSR标记连锁图谱;3)共检测到7个耐贮藏相关QTL。其中,在第4染色体区间bnlg1265～bnlg1755内同时定位到2个指标的QTL(qCE-4-1和qGP-4-1),LOD值分别为19.3和18.1,贡献率分别为30.5%和25.9%;在第6染色体umc1014～bnlg1154内也同时定位到2个指标的QTL(qCE-6-1和qGP-6-1),LOD值分别为11.2和8.2,贡献率分别为15.0%和10.3%。本研究可为耐贮藏QTL的精细定位、分子标记辅助选择耐贮藏新品种提供理论依据。

【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...

提高杂交种制种产量是降低玉米种子生产成本,加速杂交种推广的一条有效途径。本研究拟通过对玉米制种花期相关性状的遗传分析,为玉米制种产量的提高和玉米育种提供理论基础。试验以优良玉米自交系琼68和K12组配的一套F2∶4家系为基础材料,构建了包含134个SSR分子标记的遗传连锁图,通过1年2点的田间试验,对玉米制种花期相关性状进行了分析。结果表明,散粉期与吐丝期、吐丝周期、花丝活力呈极显著正相关;同时吐丝期与吐丝周期、花丝活力,以及吐丝周期和花丝活力也呈极显著正相关;而散粉周期与散粉期和吐丝期呈负相关关系。利用复合区间作图法在2个环境中定位了22个玉米制种花期相关性状的QTL:散粉期5个、吐丝期4个...

产量性状是由多基因控制的,对产量性状遗传的深入研究可为育种工作提供重要的参考信息。本研究以苏玉16号(JB×Y53)的F2、F2∶3家系为材料,选用分布在玉米10条染色体上的556对SSR分子标记,对玉米产量性状进行QTL定位并分析其遗传效应。结果表明,①选取556对SSR引物对亲本Y53、JB及其F1进行多态性检测,获得85对多态性引物,多态率为15.3%,其中有76对引物扩增带型清晰;②检测到1个与穗长QTL连锁的标记,可解释表型变异的14.69%;6个与百粒重QTL连锁的标记,可解释表型变异的6.71%～18.23%。

在华北地区选育种植抗旱节水高产玉米品种,对我国粮食资源和水资源安全有重要意义。本研究选用在华北平原地区大面积推广的10个玉米杂交种进行抗旱节水高产试验,在灌溉出苗一水条件下,结果表明,浚单20的产量最高,达8697.337 kg/hm2,接近水地高产水平,水分利用效率为1.617 kg/mm,有5个品种鲁玉13、邢抗2、郑单958、冀玉9、蠡玉18超过7000 kg/hm2,水分利用效率在1.3 kg/mm以上;说明这些品种有较好的抗旱节水高产能力,在有限灌溉条件下,华北地区玉米可实现节水和高产双赢。通过11个农艺性状与小区产量的相关和通径分析,结果表明,在有限水分条件下,穗重对产量正效应最大...

为了解低磷胁迫下玉米产量性状的影响及其遗传基础,以玉米重组自交系为研究材料,分别在低磷处理和正常条件下,比较供试群体的产量及构成性状的变化,并运用复合区间作图法对其进行QTL定位。结果表明,单株产量、穗重和轴重等性状受低磷胁迫影响较大,出籽率、穗行数和粒深等性状受低磷胁迫影响较小;通径分析表明,低磷胁迫主要通过影响行粒数、百粒质量和粒深构成性状导致了单株产量的损失。在2种磷水平下共检测到23个产量及其构成性状QTL;单个QTL可解释的表型变异为4.32%~14.77%;其中,标记区间bnlg666~umc1141和umc1108~bnlg1258分布了不同性状的多个QTL。这些成簇分布QTL的...

【目的】探讨穗部性状之间的相互关系及其遗传机制。【方法】以优良玉米自交系黄早四为共同亲本,分别与掖478和齐319杂交,构建两套F2:3群体为研究材料(分别缩写为Y/H和Q/H),在2007年和2008年分别在北京、河南、新疆等3个地点共6个环境下进行了穗长、穗粗、穗行数和穗粒重4个性状的表型鉴定,采用单环境分析和多年多点的联合分析方法对其进行了数量性状位点(QTL)分析。【结果】在单环境分析中,2个群体分别检测到33个QTL和46个QTL,主要分布在第4、5、6、7、10染色体上。进一步分析发现,在Y/H群体中共定位到4个环境钝感的QTL(即在2或2以上环境下均能被检测到的QTL,且在联合分...

【目的】探讨作物抗旱性分析评判的方法,对谷子主要农艺性状和部分生理指标与抗旱性之间的关系进行综合评价。【方法】采用主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)和模糊聚类(Fuzzy Clustering,FC)分析,根据16个谷子品种在干旱胁迫和自然降水条件下的抗旱相关性状对其抗旱性进行综合评价。【结果】主成分分析结果表明,6个综合主成分可代表谷子抗旱性90.71%的原始数据信息量。利用抗旱性度量值进行模糊聚类,可将16个谷子品种的抗旱性划分为3类,聚类结果可以较好地反映这些谷子品种的选育和种植区域的干旱特点,其中冀谷18和豫谷1号抗旱性强且稳定性好。【结论...

通过生物信息学手段,收集整理玉米基因组数据库中产量相关性状的QTL信息,借助高密度玉米遗传连锁图谱IBM 2005 Neighbors和临近分子标记,建立了涵盖干物质和淀粉产量、籽粒相关性状、粒重相关性状以及穗部相关性状四大类共计18个指标的QTL通用图谱。并将位于QTL分布密集区域的基因,与水稻基因序列进行比对,找到了与水稻木质素合成有关的gh2具有高同源性的基因AY109876,同时改进了利用生物信息学手段筛选功能候选基因的路线图。

【目的】功能性保绿通常被认为是包括玉米在内的主要作物品种的理想性状。挖掘新的控制玉米保绿相关位点和候选基因，为玉米保绿遗传研究提供理论基础。【方法】以150份由许178和K12组配的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料，通过Windows QTL Cartographer V2.5的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）对3个保绿相关性状（保绿度（visual stay green,VSG）、吐丝期绿叶数（green leaf number at silking stage,GLNS）和成熟期绿叶数（green leaf number at mature stage,GLNM））进行QTL定位。同时，以139份自然材料组成的关联群体为材料，基于混合线性模型（mixed linear model,MLM），结合50 790个高质量SNP标记，对这3个性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。【结果】基于CIM，利用单环境下的表型值和最佳线性无偏估计值（best linear unbiased prediction,BLUP）对GLNM、GLNS和VSG进行定位，共检测到37个QTL，分布在除第10染色体以外的其他染色体上，LOD范围为2.58—11.36，表型贡献率为4.34%—22.40%。GLNM、GLNS和VSG性状分别检测到14、12和11个位点。其中，4个遗传稳定的QTL(qGLNS2-1、qVSG1-1、qVSG1-2和qVSG7-1)，在3个及以上不同单环境中同时被检测到。利用MLM对保绿相关性状进行全基因组关联分析，共检测到44个超过阈值线的显著SNP，根据SNP标记在B73参考基因组的物理位置，发现共有15个位点落在连锁分析定位到的QTL区间内。【结论】通过QTL定位和全基因组关联分析共同检测到4个遗传稳定的共定位遗传区段（对应的B73参考基因组V4版物理位置区间为第1染色体6.2—8.2 Mb、第2染色体209.1—221.4 Mb、第6染色体96.8—102.1 Mb、第7染色体4.9—11.4 Mb），并挖掘到4个与光合作用和抗逆相关的候选基因（Zm00001d006119、Zm00001d018975、Zm00001d006535和Zm00001d036763）。

利用自交系178和郑58构建的F2:3家系群体为研究材料,对不同环境下玉米籽粒锌、铁含量、籽粒构型、百粒重等籽粒主要性状进行相关分析,并对锌、铁含量进行QTL定位分析。结果表明,不同环境下籽粒锌含量与铁含量呈显著正相关,相关系数分别为0.159,0.395,粒长与粒厚呈极显著负相关,相关系数分别为-0.68,-0.252;粒长与百粒重呈极显著正相关,相系数分别为0.445,0.341,粒宽与百粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.448,0.570。在保定、邯郸两个环境下,共定位到了21个QTL,其中保定环境下定位到16个,邯郸环境下定位到5个。在第5染色体的umc1097-umc1670区段...

为了揭示不同环境下籽粒大小性状的分子遗传基础,鉴定新的调控籽粒大小相关的基因,为培育适宜籽粒大小的高产优质品种提供新的基因"元件"。以龙稻5(Longdao 5,LD5)和中优早8(Zhongyouzao 8,ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,采用QTL Ici Mapping v4.0软件基于完备复合区间作图法在不同生态环境下(沈阳,2015;南昌,2016年;海南,2016年)对籽粒大小性状进行QTL分析。在3种环境条件下,龙稻5和中优早8的籽粒大小性状均存在显著差异,在RILs群体中,籽粒大小性状存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明籽粒大小性状均为多基因控制的数量性状;不同环境下共检测到35个控制籽粒大小性状相关的QTL,分布于第2,3,4,5,8,10和11号染色体上,单一QTL解释5.76%~38.88%表型变异;4个QTL能在3个环境下稳定表达,分别为q ST8、q SL11、q SV11和q TGW11,7个QTL能在2个环境下被检测到,分别为q SV2b、q ST3、q SLW3、q SLW8、q TGW8、q SW8和q SV8。此外,籽粒大小相关的QTL成簇分布于第2,3,8和11号染色体上,位于第8和11号染色体上检测到的2个QTL簇q SS8(q SW8、q ST8、q SLW8、q SV8和q TGW8)和q SS11(q SL11、q SV11和q TGW11)存在明显的多效性和环境钝感特性,对籽粒大小具有明显的调控作用,其中q SS8可能是一个新的位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻籽粒大小相关的QTL具有重要意义。

玉米花丝颜色是玉米特异性和一致性判定的重要农艺性状。为解析玉米花丝花青苷显色性状的遗传机制，以绿色花丝自交系WL134和紫色花丝自交系D7杂交构建的213份DH系群体为研究材料，在2022年和2023年2 a环境下分别进行QTL定位分析。结果表明，花丝花青苷显色性状在不同家系、不同年份之间均存在显著差异，且广义遗传力为0.864。2 a的花丝颜色数据共检测到9个QTLs,分布于玉米的第2,3,5,6,8,9号染色体上，单个QTL的表型贡献率在4.83%～9.26%。在第5染色体上定位到一个稳定的在2 a数据中可重复检测到的位点qSC5,位于19.15～19.80 Mb, 2022年检测的LOD值为4.65,贡献率7.22%,2023年检测的LOD值为5.76,贡献率7.17%,为主效QTL位点。与前人的研究比对发现，该位点为调控花丝花青苷显色的新位点。基于qSC5两侧的SNP标记，DH群体中极端紫色花丝家系中90.91%的基因型为CCCC,而绿色花丝家系中该基因型仅占44.00%。该标记与玉米花丝颜色显著相关，可能与调控花丝花青苷显色性状的关键基因连锁。