玉米穗行数基因的QTL定位与分析(3)

　　玉米产量性状为多基因控制的数量性状，基因之间存在着复杂的相互作用，并且受环境的影响较大。穗行数作为产量构成因子之一，相对于复杂的数量性状而言，穗行数表型数据的获得相对容易且受环境影响不大，是进行数量性状定位研究的理想模式性状之一。本研究在一套染色体片段置换系初步定位的基础上，选取穗行数显著减少的置换系SIL8为材料，构建定位区段内的次级分离群体和跨叠系进行穗行数基因的QTL定位与分析，将控制穗行数的qKRN1定位在第 1染色体HND9～umc1397之间，2个标记之间的遗传距离为2.7 cM，在此基础上，利用玉米基因组序列信息对该区段的候选基因进行了初步预测与分析。本研究定位结果与前人研究结果比较发现，qKRN1与前人利用不同的群体定位到控制穗行数[5，7，10]、穗粗[14]、行粒数[14-15]、百粒质量[9]、穗长[15]、穗粒数[15]、单株籽粒质量[6]、产量 [10-11，15]等QTL所在的区间相近，说明此区段可能是一个控制玉米产量及其构成因子的基因簇。然而，利用不同的群体进行产量及其相关性状QTL 定位的结果不尽相同[16-20]。田宝华等对玉米产量相关性状的QTL进行整合分析，结果发现1号染色体上QTL最多，有174个，其中控制穗行数的有 15个[21]。江培顺等收集并整合了1994—2012年文献发表的玉米穗行数、行粒数和粒质量QTL584个，确定了22个穗行数Meta-QTL，得出1.04 bin的粒质量QTL与水稻的GS3基因高度同源，并预测了候选基因[22]。张焕欣等对玉米穗行数进行了全基因组的关联分析，鉴定了9个与穗行数显著关联的SNP，其中1个SNP位于1.02 bin，并将1个含有F-box结构域的生长素受体蛋白为候选基因[23]。fea2编码一个富亮氨酸的受体蛋白，预测是通过控制花序分生组织来控制玉米穗行数[24]。Wang等对控制玉米68个性状的1 201个QTL进行了整合，发现了玉米QTL成簇分布的普遍性[25]，进一步说明了玉米1号染色体1.02～1.04 bin可能存在着控制玉米产量及其构成因子的重要基因，为开展qKRN1的精细定位和克隆提供了重要的理论支撑。
　　在利用SIL8材料的同时，对该材料的遗传背景进行了检测，发现全基因组内的背景回复率为85.98%。本研究中定位到的穗行数QTL的贡献率不高，LOD值低，可能的原因：（1）该区段内控制穗行数的QTL可能不止1个且存在互作；（2）背景残留片段可能与区段内QTL存在互作。因此，为进一步精细定位和克隆qKRN1，需要将SIL8继续与综3回交并结合分子标记辅助选择，在减少背景干扰的基础上对HND9-umc1397区段的穗行数基因进行深入分析和研究。
　　【参考文献】
　　[1]Edwards M D，Helentjaris T，Wright S，et al. Molecular-marker-facilitated investigations of quantitative trait loci in maize：4. Analysis based on genome saturation with isozyme and restriction fragment length polymorphism markers[J]. Theoretical and Applied Genetics，1992，83（6/7）：765-774.
　　[2]Edwards M D，Stuber C W，Wendel J F. Molecular-marker-facilitated investigations of quantitative-trait loci in maize. Ⅰ. Numbers，genomic distribution and types of gene action[J]. Genetics，1987，116（1）：113-125.
　　[3]Veldboom L R，Lee M. Molecular-marker-facilitated studies of morphological traits in maize：Ⅱ. Determination of QTLs for grain yield and yield components[J]. Theoretical and Applied Genetics，1994，89（4）：451-458.
　　[4]Austin D F，lee M，Veldboom L R，et al. Genetic mapping in maize with hybrid progeny across testers and generations：grain yield and grain moisture[J]. Crop Science，2000，40：30-39.
　　[5]杨俊品，荣廷昭，向道权，等. 玉米数量性状基因定位[J]. 作物学报，2005，31（2）：188-196.
　　[6]向道权，曹海河，曹永国，等. 玉米SSR遗传图谱的构建及产量性状基因定位[J]. 遗传学报，2001，28（8）：778-784.
　　[7]严建兵，汤华，黄益勤，等. 玉米产量及构成因子主效和上位性QTL的全基因组扫描分析[J]. 科学通报，2006，51（12）：1413-1421.
　　[8]Li Y L，Niu S Z，Dong Y B，et al. Identification of trait-improving quantitative trait loci for grain yield components from a dent corn inbred line in an advanced backcross BC2F2 population and comparison with its F2：3 population in popcorn[J]. Theoretical and Applied Genetics，2007，115（1）：129-140.
　　[9]汤继华，严建兵，马西青，等. 利用“永久F2”群体剖析玉米产量及其相关性状的遗传机制[J]. 作物学报，2007，33（8）：1299-1303.
　　[10]Ma X Q，Tang J H，Teng W T，et al. Epistatic interaction is an important genetic basis of grain yield and its components in maize[J]. Molecular Breeding，2007，20（1）：41-51.
　　[11]Blanc G，Charcosset A，Mangin B，et al. Connected populations for detecting quantitative trait loci and testing for epistasis：an application in maize[J]. Theoretical and Applied Genetics，2006，113（2）：206-224.
　　[12]Bai W，Zhang H，Zhang Z，et al. The evidence for non-additive effect as the main genetic component of plant height and ear height in maize using introgression line populations[J]. Plant Breed，2010，129：376-384.
　　[13]王立秋，赵永锋，薛亚东，等. 玉米衔接式单片段导入系群体的构建和评价[J]. 作物学报，2007，33（4）：663-668.
　　[14]李卫华，王洪秋，袁亮，等. 利用单片段代换系群体定位玉米穗部性状的QTL[J]. 河南农业大学学报，2013，47（2）：143-146，181.
　　[15]Lu M，Xie C X，Li X H，et al. Mapping of quantitative trait loci for kernel row number in maize across seven environments[J]. Molecular Breeding，2011，28（2）：143-152.
　　[16]焦付超，李永祥，陈林，等. 特异玉米种质四路糯的穗行数遗传解析[J]. 中国农业科学，2014（7）：1256-1264.
　　[17]贾波，管飞翔，谢庆春，等. 玉米产量性状QTL定位分析[J]. 西南农业学报，2013，26（1）：22-25.
　　[18]彭勃，王阳，李永祥，等. 不同水分环境下玉米产量构成因子及籽粒相关性状的QTL分析[J]. 作物学报，2010，36（11）：1832-1842.
　　[19]谭巍巍，王阳，李永祥，等. 不同环境下多个玉米穗部性状的QTL分析[J]. 中国农业科学，2011，44（2）：233-244.
　　[20]谭巍巍，李永祥，王阳，等. 在干旱和正常水分条件下玉米穗部性状QTL分析[J]. 作物学报，2011，37（2）：235-248.
　　[21]田宝华，王建华. 玉米产量相关性状QTL的整合及一致性QTL发掘[J]. 分子植物育种，2013（6）：752-761.
　　[22]江培顺，张焕欣，吕香玲，等. 玉米产量相关性状Meta-QTL及候选基因分析[J]. 作物学报，2013，39（6）：969-978.
　　[23]张焕欣，翁建峰，张晓聪，等. 玉米穗行数全基因组关联分析[J]. 作物学报，2014，40（1）：1-6.
　　[24]Bommert P，Nagasawa N S，Jackson D. Quantitative variation in maize kernel row number is controlled by the FASCIATED EAR2 locus[J]. Nature Genetics，2013，45（3）：334-337.
　　[25]Wang Y，Yao J，Zhang Z F，et al. The comparative analysis based on maize integrated QTL map and meta-analysis of plant height QTLs[J]. Chinese Science Bulletin，2006，51（18）：2219-2230.

　　论文榜（www.zglwb.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导代理，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。


期刊鉴别	论文检测	免费论文	特惠期刊	学术答疑	发表流程

搜索

玉米穗行数基因的QTL定位与分析(3)