【摘 要】
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茎秆直径（Stalk diameter,SD）和表皮穿刺强度（Rind penetrometer resistance,RPR）是反应玉米茎秆强度的两个重要指标,与玉米抗倒伏能力的强弱高度相关。研究玉米茎秆SD和RPR的遗传基础,挖掘控制玉米茎秆SD和RPR的关键基因对提高玉米的抗倒伏能力具有重要的实践意义。在本研究中,我们分别利用玉米自交系YS501和LDC-1、Y915和郑58构建了两套重组自
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:32101727、31901551）； 江苏省种业揭榜挂帅项目（JBGS〔2021〕002）；
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茎秆直径（Stalk diameter,SD）和表皮穿刺强度（Rind penetrometer resistance,RPR）是反应玉米茎秆强度的两个重要指标,与玉米抗倒伏能力的强弱高度相关。研究玉米茎秆SD和RPR的遗传基础,挖掘控制玉米茎秆SD和RPR的关键基因对提高玉米的抗倒伏能力具有重要的实践意义。在本研究中,我们分别利用玉米自交系YS501和LDC-1、Y915和郑58构建了两套重组自交系（Recombinant Inbred Line RIL）群体（后简称:RIL1和RIL2）,利用多年多点环境下的表型数据及通过最佳线性无偏预测（Best Linear Unbiased Prediction BLUP）值整合多环境表型数据两种方法对近地面二、三、四节的 SD（SD2、SD3、SD4）和 RPR（RPR2、RPR3、RPR4）进行遗传解析,同时对其中一个位于9号染色体上SD的主效QTL进行验证和精细定位。主要研究结果如下:1.对两套RIL群体的亲本在多年多点环境中的近地面节间的SD和RPR数据进行分析,发现LDC-1的SD和RPR均显著高于YS501;而Y915的SD显著高于郑58,但郑58的RPR却显著高于Y915。2.整合多环境及BLUP值的QTL定位结果,我们在RIL1中检测到12、12和13个分别与SD2、SD3、SD4相关的QTL,这些位点位于2、3、5、6、7、8、9和10号染色体上,LOD值为2.58-12.98,解释4.19%-21.72%的表型变异。这些QTL在染色体上的分布并不均匀,其中SD的30个QTL富集于12个QTL簇中。特别是,在9号染色体的114.3-131.5cM的区域内,我们共检测到10个与SD相关的QTL。这些QTL加性效应方向相同,且大多数峰值在125.77 Mb,因此我们推测它们可能是同一个QTL,并将其命名为qSD9-2。在RIL2中整合两种定位方法,我们检测到3和5个与SD2、SD3相关的QTL,这些位点分布于1、2、3、4和8号染色体上,LOD值为2.65-5.98,解释6.27%-14.95%的表型变异。其中RIL2中的q3SD3-1与RIL1中的q3SD3-1的物理区间重叠。3.利用相同的方法我们对RPR2、RPR3、RPR4进行QTL定位,共检测到17、14和17个相关的QTL,这些QTL分布在所有染色体上,LOD值为2.78-10.19,解释3.83%-14.95%的表型变异。这些QTL并非均匀的分布于所有染色体上,其中RPR的38个QTL富集于12个QTL簇中。如:1号染色体上的228.9-264.0cM处,2号染色体的54.0-75.0cM处,5号染色体的118.4-138.9 cM处等。在RIL2中,整合两种定位方法,我们检测到2和3个与RPR2、RPR3相关的QTL,这些位点分布于3、5、6和7号染色体上,LOD值为2.86-5.48,解释6.75%-16.75%的表型变异。其中RIL2中的q3RPR5-1与RIL1中的q3RPR5-1区间重叠。4.根据双亲的重测序结果,我们在qSD9-2的定位区间内开发了 8个插入缺失标记（Insertion-Deletion Indel）。并利用这些标记筛选到6个重组单株。根据重组单株后代群体的基因型和表型间的相关性,我们进一步验证了该QTL存在的真实性,并将QTL区间缩小到9.97Mb的物理区间内。
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