【摘 要】
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本研究利用6×6双列杂交群体,验证利用节间性状重组创制矮秆资源的可行性,分析各自交系的株型相关性状配合力,为QTL分析与候选基因挖掘提供研究基础。然后,利用SLAF-seq技术,对昌7-2与PHB1M及其138个F2:3家系高通量测序,绘制高密度SNP的遗传图谱。结合两个密度处理下的6个株型相关性状与10个不同节间长进行QTL定位。最后,利用QTL定位+BSA-seq+RNA-seq策略快速挖掘控
【基金项目】
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自治区科技计划“优质高产、耐密抗逆、宜机收玉米新品种选育（2020GG0136）”; 内蒙古农牧业青年创新基因“基于混合样本分析定位玉米穗下节间基因的研究（2020QNJJNO6）”
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本研究利用6×6双列杂交群体,验证利用节间性状重组创制矮秆资源的可行性,分析各自交系的株型相关性状配合力,为QTL分析与候选基因挖掘提供研究基础。然后,利用SLAF-seq技术,对昌7-2与PHB1M及其138个F2:3家系高通量测序,绘制高密度SNP的遗传图谱。结合两个密度处理下的6个株型相关性状与10个不同节间长进行QTL定位。最后,利用QTL定位+BSA-seq+RNA-seq策略快速挖掘控制昌7-2第10节间长度的候选基因。为株型相关性状的精细定位、MAS、候选基因的功能研究提供理论支撑,为快速创制矮秆低穗位自交系与矮化育种探索一条新途径。主要研究结果如下:1.通过双列杂交分析,获得6个自交系的5个株型相关性状、9个不同节间长与1个产量性状的基本配合力信息。16C75主要通过减少杂交种节间数与不同节间长影响杂交种株高、穗位,并明确了16C75杂交种配制的亲本选择方向。昌7-2与郑58的株高、各节间GCA效应值为负值,均可作为矮秆选育与短节间供体的优良亲本。昌7-2与PHB1M产量SCA基本一致,株型相关性状差异显著,是定位群体优良基础。2.利用SLAF-seq技术,依据玉米黄早四参考基因组信息,对昌7-2与PHB1M及其138个F2:3群体高通量测序,以4,220个高质量SLAF标签（7,876个SNP）作为上图标记,共构建10个连锁群,总图距为1,354.81c M,标记间的平均距离为0.32c M。3.利用该图谱,对5个株型相关性状与11个不同节间长性状进行QTL定位,共检测到35个QTL位点,其中,有14个PVE超过了10%。总叶片数、穗位、节间数、穗上叶片数、第7节间、第10节间均为主效QTL,叶片数与节间数的减效等位基因来源于PHB1M,穗位、第7节间、第10节间的减效等位基因来源于昌7-2。4.总叶片数与总节间数具有共同的遗传机制,qLC-2-LG8与q IC-2-LG8重叠,SLFA7305498和SLFA6717271为二者的共有标记。5.不同节间可以独立遗传。在Chr1上有第7节间、第8节间、第9节间、第10节间的QTL,加性效应值均为负值,减效等位基因来源于昌7-2,其中,q Se I-1-LG1与q Ei I-1-LG1相邻,q NI-2-LG1与q Te I-1-LG1相邻。在Chr2上有第11节间、第12节间、第13节间的QTL,加性效应值均为正值,增效等位基因来源于PHB1M,且3个节间的QTL位点重叠,SLFA10998085与SLFA 11357931为q El I-2-LG2、q Tw I-2-LG2与q Th I-2-LG2的共有标记。在Chr10上第7节间、第9节间的QTL重叠,SLFA14228348、SLFA14668204、SLFA15291633与SLFA15234622为q Se I-1-LG10与q NI-1-LG10的共有标记。6.BSA关联到第10节间的区域包含qTe I-2-LG1,共定位区域在Chr.1染色体上（278315944～281916798）,共区域为3.6 Mb,其加性效应值为-0.63,PVE为10.85%,等位变异来源于昌7-2;开发了17个非同义突变基因的SNP,验证了q Te I-22LG1的真实存在,且在16C75中也存在该位点,其具有控制第10节间长度的作用。7.在qTe I-2-LG1区域筛选出Chr1＿pilon＿281798.1＿1560、Chr1＿pilon＿279637＿4440、Chr1＿pilon＿278686.9＿4803与Chr1＿pilon＿278721.4＿1523为候选基因,获得了每个基因的SNP位点信息,并用q RT-PCR验证与RNA-seq中的基因表达一致。其中蛋白注释表明:Chr1＿pilon＿278686.9＿4803与UDP-葡萄糖醛基与UDP-葡萄糖醛基转移酶有关;Chr1＿pilon＿278721.4＿15234与UDP-葡萄糖/GDP-甘露糖脱氢酶家族NAD结合域,UDP-葡萄糖/GDP-甘露糖脱氢酶家族UDP结合域,葡萄糖/GDP-甘露糖脱氢酶家族中心域有关。
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