早熟玉米开花期的QTL定位及全基因组选择
玉米（ZeamaysL.）是我国重要粮食作物之一。随着酿造、化工以及生物质新能源等行业的兴起与发展，对玉米的市场需求量日益增加。开花期作为玉米生产的重要性状之一，是玉米育种目标的重要组成部分，对于提高玉米的稳产性和适应性以及提高制种产量具有重要的意义。虽然已定位和克隆了若干控制开花期的基因，但大多局限于对热带或温带晚熟玉米的研究。本研究以早熟Iodent种质和Flint种质为亲本，组配并构建了一个重组自交系（Recombinantinbredlines，RIL）群体和一个双单倍体（Doubledhaploid，DH）群体作为定位群体。在多个环境下对玉米开花期相关性状进行鉴定，利用重测序得到的高密度分子标记（Molecularmarkers）构建遗传图谱，以完备复合区间作图法进行多环境联合QTL（Quantitativetraitloci，QTL）定位分析，并与已知开花期基因比对，得到控制开花期的重要染色体区段和QTL位点，同时利用全基因组选择（Genomicselection，GS）技术探究最优的预测模型、训练群体大小和标记数目，优化育种流程。主要研究结果如下： （1）玉米开花期相关性状主要受基因型控制。两个遗传群体在多环境下开花期相关性状均呈现正态分布，遵循典型的数量遗传特征，遗传力较高；开花期表型变异主要发生在北京与大庆和密山之间，基因型与环境间存在显著的互作效应。 （2）玉米开花期相关性状的变化受多基因调控。在RIL群体中共定位到38个与开花期性状相关的QTL，在DH群体中共定位到45个与开花期性状相关的QTL。在两群体中存在多个性状一致性QTL，一致性QTL可能具有相同的调控途径或由同一基因控制。在3号和9号染色体上发现了两群体的一致性QTL，说明这两个群体在遗传上具有一定的相似性。 （3）8个QTL与已知的5个控制开花期的基因存在共定位。在3号染色体上检测到DH群体的qDTT-D-3-3与已知开花基因ZmLD重合；在8号染色体上检测到RIL群体的qDTT-R-8-1与已知开花基因ZmRAP2.7临近；在9号染色体上检测到DH群体的qDTT-D-9-1和qASI-D-9-1与已知开花基因GL15重合，qDTS-D-9-1与已知开花基因CONZ1重合，在10号染色体上检测到DH群体的qDTT-D-10-1、qDTA-D-10-1和qDTS-D-10-1与已知开花基因ZmLHY1重合。qDTT-R-9-3在RIL群体中具有最高的LOD值，为18.54，qDTT-R-9-3与DH群体的qDTT-D-9-1和qDTS-D-9-1为一致性位点，qDTT-D-9-1区间内存在控制开花期的已知基因GL15，qDTS-D-9-1区间存在控制开花期的已知基因CONZ1。以上区段可能是研究玉米开花期的重要染色体区段，涉及到的标记可以作为重要候选标记。 （4）预测模型种类、训练群体大小、标记数量、遗传力和遗传群体类型均影响GS的预测精度。基因组最佳线性无偏预测（Genomicbestlinearunbiasedprediction，GBLUP）模型在两群体4个开花期相关性状中的预测精度均为最高。随着训练群体大小、标记数量的增加预测精度随之增加，当达到一定比例时，进行模型预测对预测精度的提升十分有限。吐丝-散粉间隔期（Anthesis-silkinginterval，ASI）需要相对较大的标记数量才可达到较好的预测效果。DH群体各性状在不同模型、训练群体大小以及标记数量下的预测精度普遍高于RIL群体。
玉米;开花期;QTL定位;全基因组
黑龙江八一农垦大学
硕士
作物学
高树仁;黎亮
2023
中文
S513
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）