玉米染色體片段導(dǎo)入系群體構(gòu)建和株高QTL定位.pdf

1、玉米重要農(nóng)藝性狀多屬數(shù)量性狀，其遺傳基礎(chǔ)研究對(duì)品種改良具有重要意義。構(gòu)建一套適宜的作圖群體是開(kāi)展數(shù)量性狀基因定位與鑒定研究的基礎(chǔ)，能夠有效地增加定位的精確度和靈敏度。染色體片段導(dǎo)入系(Chromosome Segment Substitution Lines，CSSLs)是利用回交和分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)構(gòu)建的次級(jí)作圖群體，具有遺傳背景簡(jiǎn)單、表型鑒定準(zhǔn)確等特點(diǎn)。覆蓋全基因組的染色體片段導(dǎo)入系群體，能夠直接應(yīng)用于全基因組范圍的數(shù)量性狀基因位

2、點(diǎn)(Quantitative Trait Locus，QTL)檢測(cè)與剖析。同時(shí)，結(jié)合重組自交系群體(Recombinant InbredLines，RIL)重測(cè)序構(gòu)建的Bin map遺傳圖譜，能夠直接開(kāi)展農(nóng)藝性狀QTL鑒定和QTL的精細(xì)定位。株高是影響作物產(chǎn)量和抗倒伏的重要性狀，是衡量?jī)?yōu)良玉米品種的重要指標(biāo)之一。玉米株高基因定位、克隆和功能的研究，對(duì)玉米育種與種質(zhì)改良具有重要意義。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)選用優(yōu)良玉米自交系齊

3、319為染色體片段供體親本、掖478為受體親本，利用在MaizeGDB數(shù)據(jù)庫(kù)公用引物中篩選出的均勻分布在染色體上的152個(gè)多態(tài)性分子標(biāo)記和通過(guò)齊319、掖478全基因組重測(cè)序結(jié)果設(shè)計(jì)的InDel標(biāo)記，對(duì)導(dǎo)入系材料進(jìn)行輔助選擇。通過(guò)連續(xù)回交，逐步減少導(dǎo)入系中的供體片段數(shù)量，直到獲得僅存在少數(shù)、純合導(dǎo)入片段的CSSLs。構(gòu)建完成的CSSLs進(jìn)行遺傳背景檢測(cè)，分析導(dǎo)入片段的基因組覆蓋度及背景回復(fù)率。最終構(gòu)建完成134個(gè)染色體片段導(dǎo)入系，導(dǎo)入片

4、段相互銜接，片段基本覆蓋全基因組。
　　(2)收集染色體片段導(dǎo)入系表型數(shù)據(jù)開(kāi)展QTL鑒定，利用T測(cè)驗(yàn)檢測(cè)CSSL材料與親本掖478表型性狀的差異顯著水平，發(fā)現(xiàn)8個(gè)株型與掖478差異顯著的CSSL材料(CL12、CL27、CL34、CL41、CL49、CL51、CL92和CL115)。其中，6個(gè)CSSLs的株型QTL鑒定結(jié)果與基于重組自交系群體(RIL)重測(cè)序構(gòu)建的Bin map圖譜開(kāi)展的株型性狀QTL定位結(jié)果基本相符。同時(shí)， CS

5、SLs群體通過(guò)QTL IciMapping軟件逐步回歸的方法定位到3個(gè)株高控制位點(diǎn)CLPH3-1、CLPH3-2、CLPH6-1和2個(gè)穗位高控制位點(diǎn)CLEH3-1、CLEH6-1。
　　(3)通過(guò)染色體片段導(dǎo)入系群體QTL鑒定，在染色體bin2.07區(qū)域鑒定到1個(gè)與株高顯著相關(guān)的染色體片段。利用在bin2.07區(qū)域存在單一導(dǎo)入片段的導(dǎo)入系Z12，對(duì)玉米株高性狀開(kāi)展QTL精細(xì)定位。將定位區(qū)間縮小在InDel標(biāo)記myb1930與標(biāo)記m

6、yb1968之間，物理位置193，054，152bp～196，872，360bp。MaizeGDB網(wǎng)站比對(duì)，在定位區(qū)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)1個(gè)與次生細(xì)胞壁成分-木質(zhì)素合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子ZmMYB31基因。前人研究結(jié)果證實(shí)候選基因ZmMYB31參與苯基丙酸類(lèi)合成途徑的負(fù)向調(diào)控，能夠?qū)е履举|(zhì)素生物合成受到抑制，致使ZmMYB31基因過(guò)表達(dá)的擬南芥植株明顯矮化。
　　(4)根據(jù)NCBI中ZmMYB31基因序列信息設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增候選基因片段、測(cè)序并比對(duì)