论文部分内容阅读
在玉米育种和生产过程中,株高(PH)和穗位高(EH)是重要的农艺性状,在抗倒伏性状上起到非常重要的作用,进而影响玉米的产量和品质,从分子水平对玉米PH和EH及其一般配合力(GCA)效应进行遗传解析对这些性状的遗传改良具有重要意义。前期研究中,我们利用美国Illumina公司生产的maizeSNP50BeadChip芯片(包含56110个SNP标记)对362份玉米自交系的基因型进行了检测,本研究以其中340份自交系为材料,通过一年多点田间试验对供试自交系的PH和EH进行鉴定;同时以一个综合种CZ1302为母本,以供试自交系为父本,按顶交法配制测交种;通过多年多点田间试验,对供试自交系PH和EH的GCA效应进行测定;结合SNP分子标记数据与PH和EH表型鉴定结果及其GCA测定结果,进行全基因组关联分析。主要结果如下:1 通过筛选获得43979个具有多态性的高质量SNP,相邻标记间平均距离为47Kb,在全基因组上的连锁不平衡(LD)衰减距离为450-50QKb。群体结构分析结果表明,可将340份自交系材料分为三个亚群:Tropical群、NSS群和SS群,分别包括124、67和149份自交系,其代表性的自交系分别为S37、Ye478和Qi319。2 PH和EH的GCA效应分析结果表明,Tropical群自交系PH和EH的平均GCA效应值极显著大于与SS群和NSS群,SS群和NSS群之间差异不显著。热带种质(Tropical群)更容易导致杂交后代PH和EH的增高,而温带种质(SS群和NSS群)可以起到降低杂交后代株高和穗位高的作用。同时具有较低株高和穗位高GCA效应值的7个自交系分别为齐205、4866、77、郑58、K22、郑29和中黄64,这些自交系均属于SS群。同时具有较高株高和穗位高GCA效应值的4个自交系分别为 Y1114、F19、10GY76-111 和 CML379。3 在不同环境下检测到3个与PH显著相关的SNP标记位点,分别是SNP51894、SNP48752和SNP12520,分布在第10、9和2染色体上,物理位置分别为139995185bp、129403817bp 和 186789026bp。在这 3 个位点上发现 2 个与 PH 相关的候选基因,GRMZM2G128092和GRMZM2G0 1 77。4 与EH显著相关的位点发现6个。其中,SNP25650和SNP2685位于第5条染色体上,物理位置分别为 191485086bp 和 184494302bp。SNP27825 和 SNP35713位于第6和9染色体上,物理位置分别为95846377bp和12343404bp。两个较稳定的位点SNP2008和SNP2009,可以在2个环境中重复检测到,都位于第5条染色体上,物理位置分别为191361248bp和191361140bp。在这6个位点中,筛选出4个与EH相关的候选基因,分别为GRMZM2G130432、GRMZM2G326734、GRMZM2G392798 和 GRMZM2G071844。5 在不同环境下检测到1个与株高GCA效应显著相关的SNP标记位点,为SNP46795,位于第10条染色体上,物理位置为142181447bp。在这一位点上发现候选基因GRMZM2G025243。6 发现5个与穗位高GCA效应显著相关的位点。其中,SNP16224、SNP53029和SNP53093分别位于第3、6和1染色体上,在染色体上的物理位置分别为156657291bp、150685172bp 和 71795509bp。两个较稳定的位点 SNP53021 和SNP53024,可以在2个环境中重复检测到,都位于第6条染色体上,物理位置分别为150666399bp和150666636bp。在这5个位点上筛选到3个候选基因,分别为GRMZM2G035557、GRMZM2G077662 和 GRMZM2G378604。7 玉米株高和穗位高与其一般配合力可能具有不同的遗传基础。