论文部分内容阅读
玉米是我国的主要粮食作物，也是世界上第二大粮食作物。普通玉米的含油量平均在4％左右，含油量超过6％，即被认为是高油玉米。高油玉米籽粒中油分和蛋白质含量较高，可做优良动物饲料；玉米油富含不饱和脂肪酸、VA和VE，是健康的食用植物油；高油玉米秸秆粗蛋白含量丰富，可做青贮。因此，高油玉米的研究与发展越来越为世界所关注。 随着分子标记技术的发展，高密度遗传图谱的构建，在高油玉米的籽粒油分、蛋白质、淀粉和脂肪酸含量以及产量基因定位方面得了一定的进展，这些研究中所用材料都具有IHO遗传背景，但是，IHO材料有一定的局限性，已基本失去直接利用的价值。80年代初宋同明教授开始了我国高油玉米遗传改良的研究，并创造性地发展了我国高油玉米种质资源，但至今尚未能从分子水平上深入开展高油玉米的基础性研究。 本研究的目的在于，以我国高油玉米种质By804为基础材料，与B73组配成含有450个F2群体及F2∶3家系，利用SSR分子标记，构建高密度遗传图谱，采用复合区间作图法进行籽粒油分及相关性状QTL的定位和效应分析，并进行了油分QTL与产量性状QTL、蛋白质和淀粉含量QTL的相关分析，对进一步开展分子标记辅助选择和籽粒油分QTL的精细定位具有重要的指导意义。 本研究的主要结果如下： 1．用439对SSR引物对两个亲本By804和B73进行多态性检测，获得153个共显性标记位点，占34.85％。利用Mapmaker3.0作图软件将151个共显性SSR分子标记划分为12个连锁群，构建了一张高油玉米分子标记连锁图，图谱总长度为1759.1cM，相邻两标记间的平均距离为11.65cM。该图与已经发表的玉米分子遗传图谱基本一致。其中，37个（24.18％）标记表现为显著的偏分离（1∶2∶1）。 2．采用复合区间作图法，在F2群体中定位了27个影响玉米籽粒油分含量的QTL。这些QTL所解释的油分含量的遗传变异幅度在1.74～17.51％。在F2种子中检测到18个油分含量QTL，F3种子中检测到21个油分含量QTL，其中有12个QTL是在F2种子和F3种子中都能检测到的，且具有相同的置信区间，约占QTL总数的44.44％。 3．在F2种子中，表现加性效应的QTL有5个，占总数的27％；部分显性效应的QTL有7个占39％；显性效应的有1个，占6％；超显性效应有5个，占28％。在F3种子中，表现加性效应QTL有3个，占总数的14％；部分显性效应为13个，占62％；显性效应QTL有2个，为总数的10％；超显性效应QTL有3个，为总数的14％。表明部分显性和加性效应在籽粒油分含量的遗传中起着很重要的作用。中国农业大学博士学位论文 中文摘要一4．在所检测到的籽粒油分 QTL中，OilC －2是一个值得注意的位点。它位于第一染色体上标记 umcl 122和 bnlg2086之间，具有最大的 LOD值（18．53；ZI石3），在本研究中它所解释的油 分含量变异也最大，为 15．87％和门．sl％，可能是一个主效 QTL。这与用以 IHO为遗传背 景的高油玉米为材料所定位的主效QTL（位于第六染色体）有所不同。5．采用复合区间作图法，在FZ：3家系中，定位了7个控制产量性状的QTL73个，其中，粒长 QTL 9个，粒粗QT L 12个，长宽比QT L 8个，百粒重QT L 11个，穗粗QTL 10个，穗长 QTLS个和穗行数 QTL 5个，分别定位在 10条不同的染色体上。相关的分析发现在染色体 上存在一些共同的区间控制油分和多个产量性状，这些共同区间主要分布在第1，2，3，4， 7染色体。6．本研究中有墨个油分QTL与具有IHO遗传背景的油分QTL具有相同或相似的染色体区间， 有墨个油分 QTL与蛋白含量 QTL具有相同或相似的染色体区间，有 15个油分 QTL与淀 粉含量QTL具有相同或相似的染色体区间。以公共的高密度玉米遗传连锁图为基础，通过 共同标记的比较分析还发现，一些油分含量QTL与一些己知质量性状基因位置相同或相近， 比如，。ilcZ．2与乙酸辅酶Agi化酶1基因A（accA），oilclol与accB乙酸辅酶AK化酶 11基因风 accB)，oiles－2与玉米籽粒赖氨酸不透明二号异源二聚蛋白基因 2（OhPZ），oiICg－l 与蔗糖合成酶同工酶能 基因（Shl）等。