利用导入系群体研究玉米产量及产量相关性状配合力的遗传基础
杂种优势对许多作物产量的增加起着举足轻重的作用，玉米杂交育种中通常用两个含有若干个优良性状的自交系组配成杂交种，长期的育种实践发现杂交种的表现除了与自交系自身性状有关外，还与自交系的配合力有关，配合力在作物杂交育种中起着重要的作用。虽然配合力的研究已经持续了70多年，但配合力遗传基础方面的报道很有限，其遗传基础目前还不是很清楚。定位与这一数量性状显著相关的标记位点不仅可以提高人们对配合力遗传基础的认识，也可以对玉米杂交育种提供有用的信息。
本研究利用综3/衡白522(Z3/HB522)导入系群体与来源于不同杂种优势群的4个测验种杂交构建的测交群体结合分子标记分析，在多个环境下对导入系及测交群体的单株产量(YP)、百粒重(KW)、株高(PH)、穗位高(EH)、穗长(EL)、穗粗(ED)、穗行数(RN)、行粒数(KN)及吐丝期(DS)、散粉期(DP)的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)位点进行定位分析。并将定位结果与导入系群体自身的产量及产量相关性状的QTL进行了比较分析。主要研究结果如下:
1.参考IBM2008遗传图谱，利用均匀分布于全基因组的215个SSR标记对导入系群体进行基因型分析发现，导入系群体每个系平均导入片段数14个，导入片段的平均长度9.9cM，背景回复率为84.6％。
2.GCA和SCA在导入系群体中变异幅度比较大，呈正态分布或接近正态分布。单株产量GCA与百粒重GCA、穗长GCA、穗粗GCA、行粒数GCA的相关性在3个环境中均达到了极显著水平，相关系数在0.40-0.77之间。单株产量SCA与不同性状相关程度不同，但是与百粒重SCA、穗长SCA、穗粗SCA、行粒数SCA至少在两个环境中呈极显著正相关关系。
3.10个性状在3个环境下共检测到产量和产量相关GCA和SCA位点分别为165和210个，其中两个及两个以上环境中检测到的位点分别为100个和39个。单株产量(YP)共定位到19个GCA显著位点25个SCA显著位点，百粒重(KW)共定位到17个GCA显著位点16个SCA显著位点，穗行数(RN)共定位到10个GCA显著位点21个SCA显著位点，行粒数(KN)共检测到16个GCA显著位点18个SCA显著位点，株高(PH)共检测到22个GCA位点29个SCA显著位点，穗位高(EH)共检测到9个GCA显著位点17个SCA显著位点，穗长(EL)共检测到25个GCA显著位点35个SCA显著位点，穗粗(ED)共检测到20个GCA显著位点24个SCA显著位点，吐丝期(DS)共检测到11个GCA显著位点17个SCA显著位点，散粉期(DP)共检测到16个GCA显著位点8个SCA显著位点。比较GCA位点和SCA位点发现，只有15个位点同时控制GCA和SCA，其中株高3个，百粒重、穗长、穗粗、吐丝期各2个，穗行数、行粒数、穗位高和散粉期各1个。表明一般配合力和特殊配合力的遗传基础不同。
4.导入系自身产量及产量相关性状在4个环境下共定位到371个显著位点，其中104个在两个及两个以上环境中定位到。比较定位到的GCA显著位点和导入系自身显著位点，发现二者共定位的位点有26个，其中株高和散粉期各5个，穗位高4个，行粒数、穗行数和吐丝期各3个，穗长2个，百粒重1个，而单株产量和穗粗性状没有共定位的位点。10个位点同时控制SCA和导入系自身相应的性状，其中穗位高3个，穗行数、行粒数各2个，单株产量、穗粗、散粉期各1个。产量及产量相关性状GCA与导入系自身相应性状相关分析也发现除吐丝期、散粉期、穗行数、株高、穗位高等性状的GCA与自身性状相关性较显著外（0.22≦r≦0.58），其它相关系数均较低，尤其是单株产量GCA与导入系自身单株产量呈负相关关系。SCA与导入系自身性状间的相关性均较低(r＜0.39)。说明大多数性状配合力与导入系自身性状的遗传基础是不同的。
5.对所有产量及产量相关性状进行了显著位点数与一般配合力的相关分析，结果表明:二者达到了显著相关水平，相关系数在0.28至0.69之间。说明一般配合力值会随有效配合力位点数的增加而增加。
本研究再次证明配合力是受多基因控制的数量性状，可以用定位产量性状QTL的方法定位配合力位点，育种中可以通过聚合有效的配合力位点达到改良自交系的目的。本研究结果可以为杂交育种提供理论支持，同时定位的标记可为分子育种提供参考。
导入系群体;显著位点;玉米;性状配合力
华中农业大学
硕士
遗传学
岳兵
2013
中文
S513
66
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）