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玉米籽粒的优质高产是玉米重要的育种目标。近几年,随着环境的日益恶化、玉米收获期高温高湿的气候,以及玉米种植密度的不断上升,致使玉米穗发芽(Pre-harvest sprouting,PHS)现象日益加剧,严重影响玉米籽粒的品质和产量,因而玉米抗穗发芽的遗传研究已成为解决这一问题的有效途径。然而玉米PHS研究相对较少,尤其利用自然群体进行全基因组关联分析的方法目前未见报道。本研究利用不同血缘的花期一致或相近200份玉米自交系为材料,对2环境PHS表型进行进行评价。利用RNA-seq和MaizeSNP50获得的556,809个单核苷酸多态性标记(Single nucleotide polymorphisms,SNP;Minor allele frequency,MAF>5%)和混合线性模型(Mixed linear model(Q+K),MLM(Q+K))分别对2环境的穗发芽表型进行全基因组关联分析。对2环境PHS表型进行最佳线性无偏估计(Best linear unbiased prediction,BLUP),并进行全基因组关联分析。结果如下:
1、2环境下重复间PHS表型具有较大变异,相同环境不同重复间PHS具有较高相关性(0.30<r<0.70)。同时方差分析显示自交系间广义遗传率2个环境下分别为82.50%和78.60%,表明PHS表型受遗传控制。
2、2个环境下分别进行全基因组关联分析共获得了25个与PHS表型显著相关的QTL位点。可解释8.31%~37.91%的表型变异,而且有6个位点与已报道穗发芽位点具有相近位置。
3、基于2个环境的PHS表型BLUP的全基因组关联分析,获得了10个与PHS显著相关的QTL位点,可解释10.12%~26.26%表型贡献率。其中2个位点在2个环境下共定位。
主要结论:2个环境PHS和它们的BLUP的全基因组关联分析获得了35个QTL位点,这些位点与已报道的玉米、拟南芥或水稻的脱落酸代谢途径相关;基于2个环境的PHS的BLUP全基因组关联分析获得了2个共定位QTL。这些QTL位点和标记将为玉米PHS抗性育种提供重要的标记或基因资源。
1、2环境下重复间PHS表型具有较大变异,相同环境不同重复间PHS具有较高相关性(0.30<r<0.70)。同时方差分析显示自交系间广义遗传率2个环境下分别为82.50%和78.60%,表明PHS表型受遗传控制。
2、2个环境下分别进行全基因组关联分析共获得了25个与PHS表型显著相关的QTL位点。可解释8.31%~37.91%的表型变异,而且有6个位点与已报道穗发芽位点具有相近位置。
3、基于2个环境的PHS表型BLUP的全基因组关联分析,获得了10个与PHS显著相关的QTL位点,可解释10.12%~26.26%表型贡献率。其中2个位点在2个环境下共定位。
主要结论:2个环境PHS和它们的BLUP的全基因组关联分析获得了35个QTL位点,这些位点与已报道的玉米、拟南芥或水稻的脱落酸代谢途径相关;基于2个环境的PHS的BLUP全基因组关联分析获得了2个共定位QTL。这些QTL位点和标记将为玉米PHS抗性育种提供重要的标记或基因资源。