玉米(Zea Mays L.)穗行数主效QTL定位及近等基因系构建

摘要

玉米(Zea mays L.)籽粒是我国粮食、食品、饲料及能源产品的重要原料。单穗籽粒产量由穗粒数(Kernel Number per Ear，KNE)和百粒重决定;KNE是一个重要的产量组成因子，可分解为穗行数(Kernel Row Number，KRN)和行粒数(Kernel Number per Row，KNPR)，因此，KRN是决定玉米产量最为重要性状之一，通过鉴定和克隆控制穗行数(KRN)的QTL/基因，有助于玉米产量性状遗传改良。在课题组前期研究中，利用来源于V54（8-10行，供体）和L87（14-16行，受体）的F2群体将一个穗行数主效QTL(qKRN8)定位在bin8.03-bin8.04之间，可解释15.13％的表型变异。在此工作基础上，本研究利用分子标记辅助选择方法构建QTL qKRN8的近等基因系;同时通过高代回交群体重定位qKRN8。
　　本研究主要内容包括：⑴qK8-NIL构建。以玉米自交系V54为供体亲本，L87为轮回亲本，通过连续两代回交，结合对目标QTL qKRN8和背景的分子标记辅助选择，构建了以L87为背景的qKRN8近等基因系。用均匀分布于全基因组的在双亲间有多态性的82对SSR标记，对96株含有目标QTL的BC2F1单株进行遗传背景分析，其中编号为S905和S604单株具有较高的背景回复率，分别为95％和94％。这两个单株用于构建BC3F1群体。⑵qKRN8重定位和标记开发。通过对构建的BC3F1群体进行表型和基因型分析，将qKRN8重定位于第八染色体的umc1904和umc1202之间，重定位结果和F2初定位结果相吻合。并在目标区段内（umc1904-umc1202）开发了7对SSR和Indel标记，标记间平均距离为1-2Mb。⑶构建目标区段内跨叠系和精细定位。用qKRN8目标区段两侧的标记（umc1904和umc1202）检测含有4106单株的BC4F1群体，筛选交换单株并自交，种子质量好且量大的交换单株自交果穗共5穗，于2014年冬播种海南，用于子代测验，并将qKRN8精细定位至umc1904和SD32区间内。

目录

声明

Contents

ABSTRACT

摘要

Abbreviation

1 Introduction

1．1 General introduction

1．2 Maize(Zea mays L．)

1．2．1 Importance

1．2．2 Approach in maize genetics

1．2．3 Maize breeding

1．3 QTL mapping technology

1．3．1 Principles for QTLmapping

1．3．2 Markers-assisted backcrossing(MAB)

1．3．3 Selection for the recurrent parent genome

1．3．4 Population size

1．3．5 Marker density

1．3．6 Population type

1．3．7 Recombination frequency

1．3．8 Genetic effect

1．3．9 Molecular markers：SSR

1．3．10 Biometrical tools for QTL analysis

1．3．11 Advances in QTL mapping

1．4 Research background

1．4．1 Maize kernel row number(KRW)

1．4．2 Identification of qKRN8 with F2 populations

1．4．3 Genetic effect of qKRN8

1．5 Objectives

2 Materials and methods

2．1 Material

2．1．1 Plant material

2．1．2 QTL-NIL’s construction

2．2 Methods

2．2．1 DNA extraction

2．2．2 Primer design

2．2．3 Population screen

2．2．4 Foreground analysis

2．2．5 Background analysis

2．2．6 Phenotype evaluation

2．2．7 QTL mapping

2．2．8 Data analysis

3 Results

3．1 Foreground selection for qKRN8

3．2 Background selection for L87 genome

3．2．1 Markers selection

3．2．2 Background selection and construction of BC3F1 mapping population

3．3 Mapping of qKRN8 in backcross population(BC3F1)

3．3．1 Primers design

3．3．2 Serceening of BC3F1 population

3．3．2 Screening of BC3F1 population

3．3．4 QTL mapping in BC3F1

3．3．5 Recombinants selection

3．4 Genetic analysis on the BC4F1 big population

3．4．1 Marker design

3．4．2 Genotyping and identification of recombinants

3．5 BC4F2 results

4 Discussion

4．1 Background selection and recurrent genome recovery

4．2 Mapping and introgression of qKRN8

4．3 Kernel row number and yield development

Conclusion

References

Acknowledgements