书目详细信息
： 基于NAM巢式群体的玉米株高和穗位高的遗传基础研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 基于NAM巢式群体的玉米株高和穗位高的遗传基础研究/.尹兴福著/.番兴明指导 |
| 出版发行项： | 2023.6.30 |
| 载体形态项： | 76页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 农学与生物技术学院, 学号2020110026 |
| 提要文摘： | 玉米是重要的粮食、经济作物，是动物饲料和生物原料的重要来源。株高(PH)和穗高(EH)是玉米(Zea mays L.)的两个重要性状，与玉米抗倒伏能力和种植密度密切相关。本研究以掖107作为共同亲本与7个分别来自不同杂种优势群的自交系（Q11、Y32、D39、CML312、CML373、TML02、CML395）构建的NAM巢式群体为研究材料，利用基于SNP分子标记的重测序技术和简化基因组测序技术（GBS）分别对8个亲本和1215个RILS（F2:7）进行基因分型，并在德宏和保山两个环境下对NAM巢式群体的株高和穗位高进行表型鉴定，采用全基因组关联分析（GWAS）和构建高密度遗传连锁图谱（QTL mapping）相结合的方法对调控玉米株高和穗位高的基因或QTL位点进行共定位研究，同时在NAM巢式群体亲本间进行杂种优势分析，目的及意义如下：（1）将GWAS和QTL mapping两种方法的定位结果进行比对，找出QTL的重叠区间，挖掘这些共定位QTL在玉米染色体上的位置分布；（2）对共定位QTL进行功能注释、候选基因预测以及单倍型效应分析，找出与玉米株高和穗位高最直接相关的候选基因，对其遗传调控机制进行解析，并探讨候选基因在玉米育种中的运用价值；（3）为相关候选基因的进一步克隆验证奠定基础，同时也为玉米株高和穗位高的分子标记辅助育种（MAS）提供理论依据；（4）研究玉米株高、穗位高与产量的杂种优势关系，进一步验证“三角形杂种优势群”理论在降低玉米株高和穗位高以提高产量方面的利用价值。主要研究结果如下： 1. 采用GBS技术对NAM群体的1215个RILs进行基因分型，共发现了264,694个高质量的SNP，结合德宏和保山两点的株高和穗位高表型数据，通过全基因组关联分析（GWAS）共检测到125个与性状关联的SNP位点，其中56个与株高（PH）相关，49个与穗位高（EH）相关，20个与穗位株高比（EP）相关，这些位点分布在玉米除第3号染色体外的其他9条染色体上；为进一步确定在德宏和保山两个环境下与目标性状稳定关联的SNP位点，在EH_BLUP、PH_BLUP、EH_DH和PH_DH这4种条件下，围绕GWAS-SNP信号峰（chr1_210043412）前后各20 kb区域，定位到了一个位于1号染色体的207-210 Mb位置区域的主效QTL位点(包含多个显著SNP)，命名为Qtl-chr1-EP。 2. 在CML312-掖107、D39-掖107和Y32-掖107 3个RILs子群体中分别筛选到了13,936、14,450和13,683个亲本间多态性SNP，以此为基础构建了3个高密度遗传连锁图谱（QTL mapping），图谱总遗传距离分别为3473.92 cM、3017.52 cM和3315.86 cM，利用这3个图谱分别对PH、EH和EP性状进行QTL定位，共定位到了与PH、EH、EP紧密连锁的19个QTL，其中有4个QTL与PH相关，共解释表型变异的30.7%、6个QTL与EH相关，共解释表型变异的64.92%、9个QTL与EP相关，共解释表型变异的75.43%，这些QTL均为加性基因效应；为了从3个RILs遗传连锁图谱中找出与PH、EH和EP性状均显著相关的QTL，我们将D39-掖107 RILs群体中定位到的与PH性状连锁的QTL和Y32-掖107 RILs群体中定位到的与EP性状连锁的QTL两者的物理位置进行比对，也在1号染色体的200-260 Mb位置区域共定位到了一个同时调控玉米株高和穗位高性状的QTL。 3. 为进一步验证全基因组关联分析（GWAS）和遗传连锁图谱（QTL mapping）分析结果的准确性，达到对目标性状更加精确的定位效果，我们将QTL mapping与GWAS两种方法的定位结果进行比对，结果发现利用QTL mapping在1号染色体的200-260 Mb位置定位到的QTL与GWAS在1号染色体的207-210 Mb位置定位到的QTL重叠，两种方法的定位结果得到相互验证。因此，本研究利用GWAS和QTL mapping两种方法在1号染色体上共定位到了一个重叠的QTL区间（207-210 Mb），定义为同时调控玉米株高（PH）和穗位高（EH）性状的主效QTL，即Qtl-chr1-EP。 4. 通过对显著关联的SNP进行基因功能注释，共获得了共105个候选基因，进一步通过LD Block分析和RNA-seq基因表达图谱分析，最终确定了Zm00001d031938为本研究中调控株高（PH）和穗位高（EH）发育的候选基因，编码UDP-N-乙酰氨基葡萄糖肽N-乙酰氨基葡萄糖转移酶，与水稻的OS08G0559300基因同源，可能通过调节GA的含量来调控玉米的株高和穗位高性状发育，单倍型分析表明候选基因Zm00001d031938有降低玉米株高和穗位高的具体调控功能，初步解析了本研究的候选基因Zm00001d031938对玉米株高、穗位高的遗传调控机制。 5. NAM巢式群体亲本间的株高、穗位高及产量性状杂种优势分析结果表明，以掖107为代表的Reid种质与Non-Reid种质和Suwan1种质组配时，中亲优势值较高，能形成较好的杂种优势互补，组配出强杂种优势组合的概率高；亲本株高和穗位高与F1的产量杂种优势存在一定的正相关趋势，但玉米的株高和穗位高也不是越高越好，在一定种植密度下，当亲本穗位株高比（EP）大于0.45时，F1产量往往会随亲本穗位株高比（EP）的增高而出现减产的趋势；在“Non-Reid×Reid”和“Suwan1×Reid”的杂种优势模式下，TRL02×Ye107已经培育出了优良玉米品种云瑞88，D39×掖107已经培育出了优良玉米品种得单5号，进一步证明利用“三角形杂种优势群”和“三角形杂种优势模式”理论来选育既高产又兼具较低EH/PH(EP)值的杂交组合是可行的。 |
| 并列题名： | Study on the genetic basis of plant height and ear height of maize in NAM nested population eng |
| 题名主题： | 玉米 株高 穗位高 全基因组关联分析 遗传连锁图谱分析 杂种优势分析 学位论文 |
| 中图分类： | S330-533 |
| 个人名称等同： | 尹兴福 著 |
| 个人名称次要： | 番兴明 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |