【摘 要】
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玉米是粮食、动物饲料和能源作物的原料。高产是玉米生产的最终目的和育种的首要目标。研究株型相关性状的遗传规律,可以促进玉米耐密型高产育种的发展。本研究利用5个玉米自交系CML470、K22、TY2、CML304、CML496分别与共同亲本B73回交后不断自交,构建了5个BC2F5群体、共436个家系的玉米巢式关联作图群体。在河南省长葛市和吉林省榆树市对株高、穗位高和叶夹角3个性状进行表型鉴定;利用9
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玉米是粮食、动物饲料和能源作物的原料。高产是玉米生产的最终目的和育种的首要目标。研究株型相关性状的遗传规律,可以促进玉米耐密型高产育种的发展。本研究利用5个玉米自交系CML470、K22、TY2、CML304、CML496分别与共同亲本B73回交后不断自交,构建了5个BC2F5群体、共436个家系的玉米巢式关联作图群体。在河南省长葛市和吉林省榆树市对株高、穗位高和叶夹角3个性状进行表型鉴定;利用9.4K SNP芯片分别构建5个群体的遗传连锁图谱和NAM群体的整合遗传连锁图谱;在2个环境下对株高、穗位高和叶夹角3个性状进行QTL定位。主要研究结果如下:1、5个BC2F5群体的株高、穗位高、叶夹角性状间的相关性分析表明:株高和穗位高性状的相关性为极显著;表型描述性统计分析与遗传力估计、方差分析结果表明,5个群体后代的表型存在广泛的变异;3个性状在不同环境下的遗传力在0.46～0.88之间,较高的遗传力表明3个性状是由基因所控制;5个群体的株型性状受环境影响较大,同时也存在基因型与环境之间的互作关系。玉米NAM群体3个性状的遗传力在0.43～0.75之间,较高的遗传力表明表型变异是由基因控制。2、5个BC2F5群体遗传连锁图谱总长度在1702.48c M～2518.61c M之间;SNP标记总数为949～1390个;相邻标记间的平均距离为1.73c M～2.13c M。NAM群体的整合遗传连锁图谱总长度为1827.16c M,标记总数为2117个,相邻标记间的平均距离为0.86c M。玉米NAM群体和5个BC2F5群体的遗传连锁图谱的标记分布显示:每条染色体两端的标记密度比中间位置的标记密度低。3、采用ICIM法对5个BC2F5群体3个株型性状进行QTL定位,结果显示:对于株高性状,5个BC2F5群体共检测到13个QTL,单个QTL解释了8.27%～38.80%的表型变异;定位到3个株高主效QTL,分别为q PH2-2（2个环境下同时检测到）、q PH5-1、q PH5-2。对于穗位高性状,5个BC2F5群体共检测到12个QTL,单个QTL解释了8.75%～31.86%的表型变异;定位到4个穗位高主效QTL,分别为q EH2-2、q EH2-3、q EH2-4、q EH2-5（2个环境下同时检测到）。对于叶夹角性状,5个BC2F5群体共检测到14个QTL,单个QTL解释了8.70%～31.15%的表型变异;定位到4个叶夹角主效QTL,分别是q LA2-1、q LA4-1、q LA2-3、q LA5（2个环境下同时检测到）。4、采用JICIM法对NAM群体3个株型性状QTL定位分析,定位结果为:NAM群体共检测到18个株高QTL,共解释了22.05%的表型变异,分布在第1和第2染色体上;NAM群体共检测到24个穗位高QTL,共解释了29.51%的表型变异,分布在第1和第2染色体上;NAM群体共检测到14个叶夹角QTL,共解释了31.65%的表型变异,分布在第1、2、5染色体上。3个性状的热图结果均表明:NAM群体的株高、穗位高、叶夹角性状是由大量的微效加性效应控制。5、玉米NAM群体与单个群体定位到了一些共有QTL:在bin2.03-2.04区域,NAM群体9个株高QTL与CML304/B73、K22/B73和TY2/B73群体检测到共有QTL;NAM群体5个穗位高QTL与CML470/B73、K22/B73和TY2/B73群体检测到共有QTL;NAM群体6个叶夹角QTL与TY2/B73、CML496/B73群体检测到共有QTL。在bin1.04区,NAM群体3个叶夹角QTL与TY2/B73群体检测到共有QTL。此外,利用NAM群体检测到大量的微效QTL均呈现聚集分布的特点。
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