【摘 要】
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随着我国耕作面积的减少以及土壤肥力的下降,玉米高产育种成为下一步工作的重中之重。玉米株型育种是实现玉米高产的重要途径之一,玉米株高、穗位、叶长、叶宽、叶夹角是玉米株型结构的重要构成因素,因此对控制玉米叶长、叶宽、株高等性状的QTL发掘具有重要意义。本研究以先玉335和郑58杂交后代选育的一对高世代姊妹系L1和L2为亲本,构建两个群体,利用高密度基因芯片对株型进行定位。1.对比L1和L2株型相关数据
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随着我国耕作面积的减少以及土壤肥力的下降,玉米高产育种成为下一步工作的重中之重。玉米株型育种是实现玉米高产的重要途径之一,玉米株高、穗位、叶长、叶宽、叶夹角是玉米株型结构的重要构成因素,因此对控制玉米叶长、叶宽、株高等性状的QTL发掘具有重要意义。本研究以先玉335和郑58杂交后代选育的一对高世代姊妹系L1和L2为亲本,构建两个群体,利用高密度基因芯片对株型进行定位。1.对比L1和L2株型相关数据,发现L1和L2的叶长、叶宽、叶面积具有显著差异（P＜0.05）,株高、穗位高、叶夹角具有极显著差异（P＜0.01）。对比L1和L2在5种不同密度下株型相关性状差异,结果表明L1与L2在6.75万株·hm-2密度下各株型性状差异最大。2.对F2分离群体的株型性状进行正态性检验,结果符合正态分布,对F2分离群体的株高、穗位、叶夹角与叶长、叶宽、叶面积进行相关性分析,发现株高与穗位呈极显著正相关（P＜0.01）,与叶宽没有相关性,与叶长、叶面积显著相关（P＜0.05）;穗位与叶长、叶宽、叶面积具有负相关性;各叶片间的长、宽、面积具有显著正相关性,其中相邻叶片相关系数超过0.79,具有极显著正相关（P＜0.01）;叶夹角与叶宽显著正相关,与叶长、叶面积显著负相关。3.利用基因芯片技术发掘控制株型性状的QTL。F2群体和F2:3家系共发现57个控制玉米株型性状的加性显性QTL位点,其中检测到控制叶长的QTLs 18个,分别位于1、2、3、6号染色体,单个QTL可解释0.02%～15.82%的表型变异;检测到控制叶宽的QTLs 18个,分别位于3、5、6号染色体,单个QTL可解释2.66%～24.11%的表型变异;检测到控制株高的QTLs 8个,分别位于2、6、8号染色体,单个QTL可解释5.99%～9.21%的表型变异;检测到控制穗位高的QTLs 2个,均位于1号染色体,分别可解释7.91%、9.95%的表型变异;检测到控制叶夹角的QTLs 8个,分别位于3、5、6、7号染色体,单个QTL可解释2.84%～22.27%的表型变异;检测到控制叶面积的QTLs 3个,分别位于3、5、6号染色体,单个QTL可解释7.53%～11.81%的表型变异。共检测到3个主效QTL,控制穗下叶宽的q LUDEW-5-1,表型贡献率为21.81%,控制穗位叶宽的q LEW-3-1,表型贡献率为24.11%,控制叶夹角的q LA-3-1,表型贡献率为22.27%。另外F2群体发现了100对控制玉米株型性状的上位性QTLs,其中控制叶长的上位性QTLs 8对,分别位于1、2、4、5、6号染色体,每对可解释4.35%～19.88%的表型变异;检测到控制叶宽的上位性QTLs 22对,分别位于1、2、3、4、5、6、7、8号染色体,每对可解释5.78%～13.56%的表型变异;检测到控制叶面积的上位性QTLs 16对,分别位于1、2、3、、4、5、6、7、8、10号染色体每对可解释1.42%～16.97%的表型变异;检测到40对控制株高的上位性QTLs,在10对染色体上均有分布,每对可解释1.97%～2.84%的表型变异;检测到2对控制穗位高的上位性QTLs,分别位于1、2、5、6号染色体,分别可解释13.75%和10.20%的表型变异;检测到11对控制叶夹角的上位性QTLs,分别位于1、2、3、5、6、7、8、10号染色体,每对可解释2.53%～14.07%的表型变异。4.根据定位结果对玉米叶长、叶宽、叶面积、株高、穗位高、叶夹角进行遗传分析,发现玉米穗三叶叶长、穗位叶宽、穗下叶宽、穗上叶面积、叶夹角主要受加性效应控制,叶长均值穗上叶宽、叶宽均值、穗下叶面积、叶面积均值、株高、穗位高主要受上位性效应控制。
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