低温条件下基于两个相关玉米群体种子活力相关性状的QTL分析

【作者】 韩赞平； 陈彦惠；

【机构】 河南农业大学农学院/河南省粮食作物生理生态与遗传改良国家重点实验室培育基地；

【摘要】 玉米种子活力是衡量种子质量的重要指标,决定种子的萌发速率和出土能力,也直接影响幼苗生长和抵抗外界不良条件的能力,最终影响玉米产量。玉米是高温短日性作物,对低温的反应非常敏感,低温所致玉米减产在高纬度和高海拔地区的发生比较普遍,并且在玉米的萌芽期、苗期、开花期和成熟期等几乎各个生长发育阶段都会有不同程度的发生。更为重要的,低温是影响种子活力最主要因素之-,对于低温环境条件下种子活力相关性状的遗传和QTL定位研究在模式作物拟南芥和水稻中研究的比较广泛,但在玉米上的研究却很少。因此,加强低温条件下对玉米种子活力的分子机理研究,将为种子活力的遗传机制及遗传改良提供理论依据。本研究以玉米自交系豫537A和豫82分别与自交系沈137杂交构建的202个和201个RIL群体为作图群体,利用SSR分子标记构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法,对低温环境条件下(18℃)控制萌芽阶段玉米的发芽率(GR)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、苗长(SL)、苗干重(SDW)以及根干重(RDW)等7个种子活力相关性状进行QTL,同时利用BioMercator2.1软件实现对两个相关群体进行一致性QTL分析。主要研究结果如下:(1)构建了2张分别包含了201个和196个SSR标记的分子标记遗传连锁图谱,群体豫537A×沈137的图谱总长度2274.1 cM,标记平均距离12.03cM,群体豫82×沈137的图谱总长度2350.6cM,标记平均间距13.7cM。利用BioMercator2.1软件对2张单群体遗传图谱进行整合,获得一张包含275个SSR标记、标记平均间距为8.37 cM、总长为2303 cM的整合图谱。(2)对2个群体低温环境条件下的7个种子活力相关性状进行了QTL定位,豫537A×沈137群体共定位到了7个QTLs,分别位于第2、3、4、9、10染色体上,单个QTL解释遗传变异的范围为6.75-12.62%;豫82×沈137群体共检测到了6个QTLs,分别位于第1、3、9、10染色体上,单个QTL解释遗传变异的范围为5.9-9.1%。(3)通过元分析获得了3个重要的于不同遗传背景下且与多个性状相关的一致性QTL(mQTL),分别位于第9染色体的ume2121-umc2344(mQTL9-1)和第10染色体的amc1677-umc1993(mQTL10-1)、umc2172-umc1569(mQTL10-2)区段。更多还原