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籽粒大小相关性状,包括粒长、粒宽、粒厚等,对于玉米的产量与品质表现具有决定性的影响。揭示这些性状的表型特性,并发掘相应的QTL,对于玉米高产、稳产育种,以及品质改良都具有重要的实践指导意义。本研究以自育的穗位极低材料EHel(extremely low Ear Height)与测序自交系B73杂交所构建的F3分离群体为研究对象,全面鉴定了群体的粒长、粒宽、粒厚,并结合10K的SNP芯片基因型鉴定,开展了玉米极低穗位材料EHel籽粒大小性状的表型鉴定与QTL定位。主要研究结果如下:1.亲本及分离群体籽粒大小性状的表型特性表型鉴定结果显示,两个亲本EHel与B73的10-粒长(10-kernel length,KL)与10-粒宽(10-kernel width,KW)在2018与2019之间均表现出极显著差异(P<0.01)。但是EHel的10-粒厚(10-kernel thickness,KT)在两年之间差异不显著(P=0.6788),而B73的KT在两年间则差异极显著(P=0.0098)。亲本之间的比较结果表明,在2018与2019两年间,EHel与B73的KL与KW均存在极显著差异(P<0.01),然而其KT在两年间的差异则均不显著(P值分别为0.0959和0.4806)。139个F3家系在KL、KW、KT这3个性状上的变化范围分别为7.43cm-12.23cm、5.78cm-8.73cm、3.92-6.70cm,平均值依次为10.10cm、7.26cm、5.08cm。基于Shapiro-Wilk的检测结果显示,这3个性状的频率分布均符合正态分布的特性,显示出了典型的数量性状特性。2.连锁图谱构建本研究利用10K的SNP芯片,对亲本以及139个F2单株进行了基因型鉴定。通过EHel与B73之间的比较,从~10000个SNP中,筛选到2108个多态性的SNP。基于筛选到的这2108个SNP在139个F2单株上的基因型数据,利用QTL IciMapping软件(QTLICIM,V4.5.3)构建了分离群体的连锁图。所构建连锁图谱包括10个连锁群(对应玉米的10条染色体),图谱总长3309.35 cM,标记平均间距1.57 cM。在10条染色体(10个连锁群)之间,Chr1-Chr3等3条染色体上分布的SNP相对较多(超过250个SNP)。从各染色体的平均标记间距来看,Chr1(1.10 cM)、Chr2(1.19 cM)、Chr4(1.14 cM)、Chr6(1.31 cM)、Chr8(1.45 cM)、Chr10(1.12 cM)等6条染色体的平均间距相对较小,低于全基因组的平均间距(1.57 cM)。3.籽粒大小性状的QTL定位定位结果显示,仅在固定LOD值(阈值为2.5)方法下,检测到了1个控制KW的QTL(qKW9),而KL与KT则均未检测到显著关联的QTL位点。qKW9位于Chr9的AX-86269371和AX-86255482这2个SNP之间,置信范围为4 cM。该QTL对KW的表型贡献率(PVE)为13.4%,作用方式为超显性(OD),其增效等位基因来自父本B73。4.qKW9的初步验证为了初步验证qKW9的稳定性,我们从F3群体中分别选取4组单株(Group1-Group4),构建混合基因池,结合各组混合后的基因型,采用混合样本分析(bulked sample analysis,BSA)策略,对qKW9进行初步的验证。Group1的单株其平均KW显著低于低值亲本EHel(P=0.0455),Group2的平均KW与EHel差异不显著(P=0.34),而Group3与Group4的平均KW则显著高于EHel(P<0.05)。与高值亲本B73相比,Group1-Group3的平均KW均极显著低于B73(P<0.00),而Group4的平均KW与B73差异不显著(P=0.11)。整合比较Group1-Group4的平均KW以及混合的基因型,结果显示,在Chr9的AX-86298372到AX-86263154标记区间,KW表型值最低的Group1,其基因型只有EHel/EHel和EHel/B73两种,没有B73/B73纯合型;而KW表型值最高的Group4,其基因型则只有EHel/B73和B73/B73两种,没有EHel/EHel纯合型。对于KW表型值处于中间的Group2与Group3,则表现出了全部的3种基因型。BSA策略的分析结果显示,在Chr9的SNP标记区间AX-86298372-AX-86263154内,4个Group的KW表型值与其混合基因型之间表现出稳定的关联,即该区间可能是调控玉米KW的候选染色体区段;并且在该区段,来自B73的纯合染色体片段,能够显著增加KW值。结合QTL定位结果,qKW9的标记区间恰好位于该区段的内,其左侧标记,紧邻该区段的起始标记AX-86298372。QTL定位以及BSA的初步验证结果表明,qKW9可能是调控玉米籽粒粒宽的一个候选QTL。