玉米(Zea mays L.)东北核心种质关联群体叶片叶绿素衰减速率的遗传解析

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lizhicong521
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玉米(Zea mays L.)作为世界上种植面积最广的主要谷类作物,在当今粮食短缺的情况下,急需提高籽粒产量。玉米叶片光合作用对提高籽粒产量有着重要作用,叶片叶绿素对光能的吸收、传递和转换是光合作用的第一步,叶绿素含量的变化将直接影响光合作用的强弱。而玉米灌浆中后期,叶绿素含量出现的衰减现象严重影响着籽粒灌浆程度。因此,本研究以522份含东北核心种质的关联群体为材料,种植在辽宁和海南两环境中,利用全基因组关联分析(GWAS)分析522份材料的叶片叶绿素衰减速率(CDR),筛选影响叶片叶绿素含量变化的候选基因,并进行候选基因的功能分析,从而找出可以通过降低CDR来提高光合能力,进而影响到籽粒产量的候选基因,为生产高产优质的玉米品种提供理论上的依据。本研究的主要结果如下:通过两个环境下对叶片CDR的分析发现,海南和辽宁的CDR分布没有明显的差异,但BLUP值与海南和辽宁的CDR差异明显,初步推测环境对CDR有影响。对CDR的方差组成及遗传力分析显示,CDR遗传力为0.53,呈中等遗传力,说明环境虽有影响,但影响不大,CDR变化的主要影响因子是基因。辽宁和海南环境的CDR关联分析的数据表明,各个环境的CDR及BLUP值均呈正态分布,符合数量性状。且BLUP值和海南的CDR之间呈极显著正相关(R=0.71,P≤0.01),BLUP值和辽宁的CDR之间呈极显著正相关(R=0.79,P≤0.01),海南和辽宁的CDR之间呈极显著正相关(R=0.19,P≤0.01)。分析结果表明,GWAS可顺利进行。辽宁和海南的单个环境以及两个环境下GWAS分析结果显示:在单个环境中有11个显著相关的SNP,其中辽宁有5个,海南有6个;总环境中有11个SNP。总共找出54个候选基因,分为转录调控(13%)、物质运输(5%)、信号传导(32%)、代谢途径(17%)和未知途径(33%)等五大类。与CDR有关的候选基因有9个,分别为GRMZM2G405368、GRMZM2G161664、GRMZM2G016477、GRMZM2G152135、GRMZM2G150213、GRMZM5G894619、GRMZM2G104676和GRMZM5G826216,还有1个与穗位叶的CDR有直接影响的候选基因(GRMZM2G044968)。
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