玉米杂种优势群与杂种优势及其与薏苡比较基因组研究

摘要

该研究选用41份南方自交系及4份美国自交系为材料,利用54个玉米RFLP探针和3种限制性内切酶的145个探针/酶组合,检测了这些自交系RFLP的多态性,并用4个测验种与其中33个自交系按NC-Ⅱ设计组配了132个杂交组合,进行了两年一点完全随机区组试验.利用自交系RFLP标记遗传距离和测交组合产量的特殊配合力划分玉米杂种优势群,分析分子标记一般遗传距离和一般杂合性与杂交组合F<,1>性状表现及特殊配合力效应的相关性,以及阳性标记的特殊杂合性与F<,1>性状表现的相关性,还利用BLUP的方法进行杂种优势预测.该研究还利用薏苡的F<,2>群体为材料,在该实验室已经建立的AFLP标记连锁图谱的基础上,筛选了188个玉米RFLP标记,加密薏苡连锁图,同时利用两年一点田间试验,定位薏苡株高、叶长、叶宽、雄穗长和茎粗5个重要性状QTL,并利用RFLP标记同源序列比较薏苡、玉米和水稻基因组标记水平的线性关系.该文的主要结果如下:1、依据NC-Ⅱ试验的特殊配合力可将33个自交系划分为5个类群,第1类包含获白等13个自交系,与黄早四的SCA全部为负值;第2类包括唐四平头等3个自交系,与黄早四的SCA很低,与Mo17的SCA却较高;第3类包括S37等6个自交系,与丹340的SCA均为负值,但是与黄早四的SCA全部为正值;第4类包括7922等8个自交系,这些系基本都带有国外种质血缘.它们表现为与Mo17的SCA较低,而与黄早四的SCA也全部为正值.第5类包括材11-8等3个自交系,与自330和丹340的SCA均为负值,而与黄早四和Mo17的SCA均为正值.2、利用RFLP标记,在供试的45份材料间共检测到860个多态性条带,每个位点等位基因变化范围2~9不等,平均为4.26.根据RFLP的遗传距离,可将供试材料划分为热带种质类群、Mo17类群、FRB73类群、地方系Ⅰ类群、地方系Ⅱ类群和330类群6大类群.3、一般遗传距离及一般杂合性与F1穗粒重、百粒重和行粒数等产量性状相关极显著,但相关系数不高,仅为0.414和0.431;且亲缘关系较近的群内组合的F1产量与一般杂合性的相关系数(r=0.566)高于亲缘关系远的群内组合(r=0.272).4、在0.01水平上,两年共检测到有显著贡献的阳性标记25~227个,占总标记数的2.91﹪~26.40﹪.两年共同检测到28个与穗粒重相关的阳性标记,占总标记数目的3.26﹪.对于穗行数、行粒数、穗长、穗粗和轴粗,两年共同检测到的阳性标记数比较多.5、杂种优势BLUP分析结果表明:穗粒重、穗重、百粒重等大部分性状实际值和BLUP预测值的相关达极显著水平,但相关系数不高,系数分别为:0.433~0.492、0.363~0.424、0.369~0.457.6、运用Mapmaker/Exp(3.0)作图软件,在LOD=3.0时,初步构建了薏苡的遗传连锁图,共划分为11个遗传连锁群.7、应用复合区间作图法分别检测到19个茎粗QTL、5个株高QTL、15个雄穗长QTL、5个叶长QTL和8个叶宽QTL.

目录

文摘

英文文摘

缩略语

第一部分玉米杂种优势群划分及杂种优势与杂合性的关系

1前言

1.1玉米研究的重要性

1.2杂种优势遗传基础

1.3分子标记的遗传差异与杂种优势

1.4杂种优势BLUP预测

1.5 玉米杂种优势群与杂种优势模式研究进展

1.6本研究的意义和目的

2材料与方法

2.1供试材料

2.2配合力测验的田间试验方法

2.3 RFLP分析方法

2.4数据处理方法

3结果与分析

3.1 F1组合杂种优势表现和配合力分析

3.2自交系RFLP分子标记分析

3.3分子标记的遗传距离和杂合性与F1杂种优势和特殊配合力

3.4特殊杂合性与F1性状杂种优势表现

3.5 F1杂种优势的BLUP预测

4讨论

4.1玉米杂种优势群的划分

4.2国外种质和地方种质的应用

4.3玉米杂种优势群及其模式的应用

4.4基因的杂合性与杂种优势

4.5利用BLUP预测玉米杂种优势

4.5下一步工作建议

5参考文献

第二部分玉米与薏苡比较基因组研究

1前言

1.1植物遗传资源研究的意义及重要性

1.2玉米近缘种薏苡的研究价值

1.3遗传图谱的构建

1.4数量性状QTL定位方法

1.5比较基因组学研究进展

1.6禾本科作物和水稻标记水平比较研究

1.7本研究的意义和目的

2材料与方法

2.1薏苡F2作图群体的构建

2.2 RFLP分析

2.3数量性状的田间调查和统计分析方法

2.4遗传图谱的构建及QTL定位的方法

2.5薏苡、玉米和水稻RFLP标记水平与序列水平比较

3结果与分析

3.1薏苡F2定位群体5个数量性状的变异分析

3.2 F2群体RFLP标记分析

3.3分子标记连锁图谱的构建

4讨论

4.1薏苡遗传连锁图谱的构建

4.2薏苡与玉米的比较基因组学分析

4.3薏苡农艺性状QTL定位

4.4 QTL富集区域

4.5薏苡与玉米株高QTL的线性比较

4.6下一步工作的建议

5参考文献

附录1本研究涉及品种名称、组合、育种单位和审定年份

致谢