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玉米茎秆糖含量动态QTL分析

作　者: 顾啸
导　师: 邓德祥
学　校: 扬州大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 玉米 茎秆糖含量 SSR AFLP QTL
分类号: S816.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


提高青贮玉米饲料品质对于畜牧业的发展具有非常重要的意义。增加青贮玉米茎秆糖含量有助于提高青贮饲料品质和适口性。玉米茎秆糖含量是一个复杂的发育数量性状,传统育种方法提高茎秆糖含量的效率并不高,而分子标记辅助育种的发展,为玉米茎秆糖含量的提高带来新途径。以往绝大多数QTL研究仅依据作物发育的某个阶段性状的表现进行,该方法不能全面的揭示控制发育数量性状的QTL的数量、位置、遗传效应及基因表达作用模式。动态定位法可以有效的利用性状发育过程中的遗传信息,大幅度提高QTL定位的灵敏度和准确性,并能揭示QTL的表达动态。本研究以重组自交系群体为材料,对玉米茎秆糖含量进行动态QTLs定位,以期对茎秆糖含量的遗传变异规律有更加全面深入的了解,从而为玉米茎秆高糖育种工作奠定较为坚实的基础。以茎秆高糖玉米自交系YXD053和茎秆低糖玉米自交系Y6-1为亲本,构建了包含202个家系的重组自交系(RIL)群体。2011年和2012年分别在始花期、散粉后20天、散粉后30天和散粉后40天四个时期取样测定茎秆糖含量,对玉米茎秆糖含量进行动态QTL定位,旨在探明玉米茎秆糖含量的QTL数量、位置、遗传效应等。主要结果如下：1.运用筛选的200个多态性较好、条带清晰的SSR分子标记(多态率29.63%)和12个AFLP标记构建了一张玉米遗传连锁图谱,该图谱包含180个SSR标记和10个AFLP标记,总长度为1648.6cM,标记间平均距离8.68cM,最大距离45.9cM。2.运用WinQTLCart2.5软件的复合区间作图法,对玉米茎秆糖含量进行非条件QTL定位,在四个发育时期共检测到37个非条件QTL,除第7条染色体上没有检测到非条件QTL,其余染色体上均有控制玉米茎秆糖含量的非条件QTL被检测到。qWSC-2-1(bin2.05)在两年的同一时期(散粉后20天)都被检测到表现稳定,LOD值为3.64-4.52,可解释10.03%-11.47%的表型变异。3个非条件QTL, qWSC-9-1、qWSC-2-1、qWSC-9-3能够在2011年和2012年不同时期被检测到。7个QTL,qWSC-2-1, qWSC-4-1,、qWSC-9-2、 qWSC-1-1、qWSC-2-4、qWSC-1-3、qWSC-6-1在同一年的不同时期均都被检测到。所有检测到的非条件QTL能够解释表型变异在1.07%-17.73%之间。3.运用条件变量分析法结合区间作图法对玉米茎秆糖含量进行条件QTL分析。结果在三个时期中共检测到了22个条件QTL,玉米10条染色体上均有条件QTL被检测到。能够解释表型变异1.05%-9.70%。所有测定的时期均有条件QTL被检测到,但没有条件QTL能够在所有时期都表达,基因的表达具有明显的时空性。4.运用QTLNetwork2.1软件分析QTL加加上位性效应及上位性与环境互作效应。结果共有6对QTL间存在加性加性上位性效应但上位性与环境之间均没有显著互作效应。所有的6对QTL上位性效应都仅在一个时期被检测到,上位性只在较短的时期内有显著效应。5.用定位到的QTL qWSC-2-1两侧标记bnlg1909和umc1635对群体进行分子标记辅助选择效应分析。结果单侧标记和双侧标记对玉米茎秆糖含量的选择效应均达到极显著水平。说明两标记可以用于分子标记辅助育种,培育玉米茎秆高糖品种。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-9
符号说明  9-10
一、文献综述  10-21
  1.1 青贮玉米与玉米茎秆糖含量  10-12
    1.1.1 青贮玉米发展的意义  10
    1.1.2 青贮玉米的定义及类型  10-11
    1.1.3 青贮玉米与玉米茎秆糖含量  11-12
  1.2 茎秆糖含量研究现状  12-14
    1.2.1 玉米茎秆糖含量研究现状  12-13
    1.2.2 其他作物茎秆糖含量研究进展  13-14
  1.3 遗传图谱的构建  14-17
    1.3.1 分离群体的类型与特点  15
    1.3.2 分子标记类型与特点  15-17
  1.4 数量性状QTL定位  17-19
    1.4.1 方差分析法(Analysis of variance,ANOVA)  17
    1.4.2 区间作图法(Interval mapping,IM)  17-18
    1.4.3 复合区间作图(Composite interval mapping,CIM)  18
    1.4.4 混合线性模型方法(Mixed composite interval mapping,MCIM)  18
    1.4.5 发育数量性状的QTL定位  18-19
  1.5 分子标记辅助选择  19
  1.6 本研究的目的及意义  19-21
二、材料与方法  21-30
  2.1 试验材料  21
  2.2 种植方法  21
  2.3 糖含量测定方法  21
  2.4 DNA提取与标记分析  21-28
    2.4.1 SDS法提取DNA  21-22
    2.4.2 试剂配制方法  22-23
    2.4.3 SSR分析  23-24
    2.4.4 AFLP分析  24-27
    2.4.5 扩增产物的检测  27-28
  2.5 表型数据分析和动态QTL分析  28-30
    2.5.1 表型数据分析  28-29
    2.5.2 遗传图谱构建  29
    2.5.3 条件QTL和非条件QTL定位  29-30
三、结果与分析  30-41
  3.1 玉米茎秆糖含量的表型分析及遗传力估计  30
  3.2 遗传连锁图谱的构建  30-35
    3.2.1 SSR标记  30-31
    3.2.2 AFLP 标记  31-32
    3.2.3 连锁图谱的构建  32-35
  3.3 茎秆糖含量动态QTL定位  35-39
    3.3.1 不同时期玉米茎秆糖含量非条件QTL分析  35
    3.3.2 不同时期玉米茎秆糖含量条件QTL分析  35-39
  3.4 QTL加性加性上位性效应及上位性与环境互作效应分析  39
  3.5 分子标记辅助选择效应分析  39-41
四、讨论  41-45
  4.1 动态QTL分析  41
  4.2 检测到相同QTL少的原因  41-42
  4.3 玉米茎秆糖含量动态定位结果讨论结果与讨论  42-43
  4.4 上位性与上位性与环境互作讨论  43
  4.5 茎秆糖含量分子标记辅助选择效应分析  43-45
参考文献  45-50
基金资助  50-51
致谢  51-52

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 普通畜牧学 > 饲料 > 粗饲料 > 青贮饲料
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