玉米抗倒伏性狀的表型鑒定及QTL初步分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、作物倒伏是由種植方式或外界環(huán)境因素引發(fā)的植株莖稈從自然直立狀態(tài)到無法直立生長的現(xiàn)象。玉米抗倒伏是玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵性狀,近年來,玉米倒伏現(xiàn)象成為制約我國玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、機械化收獲的關(guān)鍵因素。玉米倒伏性狀是復(fù)雜的數(shù)量遺傳性狀,目前對此性狀的表型評價及遺傳研究存在諸多困難。依靠單一性狀研究玉米倒伏表型具有局限性,因此多個性狀結(jié)合可有效研究玉米倒伏遺傳機理。本研究以倒伏與抗倒伏自交系為材料,通過對其莖稈表皮穿刺強度測定、莖稈表皮解剖結(jié)構(gòu)觀察以及莖稈

2、木質(zhì)纖維素組分含量測定,對倒伏生物學(xué)性狀進行表型評價;通過構(gòu)建倒伏遺傳分離群體,利用分子生物學(xué)方法對倒伏遺傳機理進行初步分析,對控制玉米倒伏的 QTL進行初步定位,以期為玉米的抗倒伏育種提供指導(dǎo),為玉米抗倒伏 QTL的精細作圖及圖位克隆奠定基礎(chǔ)。本研究獲得的主要結(jié)果如下:
  1.通過對玉米骨干自交系田間倒伏性狀調(diào)查,選擇8個倒伏玉米自交系,3個抗倒伏玉米自交系和1個脆桿自交系作為研究材料,倒伏自交系表現(xiàn)為遇大風(fēng)等惡劣天氣,無法直

3、立生長,脆桿自交系地上部分表現(xiàn)為脆性,遇大風(fēng)易折斷;
  2.通過測定莖稈表皮穿刺強度對研究材料進行莖稈機械強度評價,結(jié)果表明倒伏自交系較正常自交系莖稈機械強度低,脆桿材料表現(xiàn)為機械強度最低,說明莖稈機械強度低的材料其抗倒伏能力弱;
  3.選取玉米莖稈地上部第三節(jié)間為材料,利用徒手切片法觀察玉米莖稈橫切面解剖結(jié)構(gòu),間苯三酚染色,抗倒伏自交系表皮及維管束周圍組織細胞被間苯三酚染為紅色,說明木質(zhì)素沉積多;倒伏自交系表現(xiàn)為染色反

4、應(yīng)慢,表皮厚壁組織細胞及維管束鞘細胞著色淺,木質(zhì)素沉積少;
  4.利用掃描電鏡觀察玉米莖稈表皮下及維管束周圍厚壁組織細胞結(jié)構(gòu)及細胞壁厚度,結(jié)果表明倒伏自交系表皮厚壁組織及維管束鞘組織細胞壁加厚不明顯,細胞壁??;抗倒伏自交系相應(yīng)組織細胞壁加厚;
  5.利用HPLC方法、UV法與灼燒法結(jié)合測定玉米莖稈木質(zhì)纖維素含量,結(jié)果表明倒伏自交系莖稈纖維素含量較正常自交系沒有顯著變化,但其木質(zhì)素含量較低,脆桿自交系較正常自交系纖維素含量

5、降低,半纖維素含量升高,說明莖稈木質(zhì)素、纖維素含量與植株倒伏能力相關(guān),其中木質(zhì)素含量可作為植株倒伏性狀的評價指標進行研究;
  6.利用倒伏材料20790與抗倒伏材料LH277構(gòu)建F2群體,對F2群體進行表型分析,利用SSR標記進行遺傳作圖,借助軟件,對控制玉米倒伏性狀的QTL進行初定位,找到25個與玉米抗倒伏相關(guān)的QTL,倒伏QTL分別位于玉米第1、第2、第4、第5、第7和第9號染色體,貢獻率為5.5%-52.5%不等;

6、  綜上結(jié)果表明倒伏材料莖稈表皮穿刺強度低、木質(zhì)素沉積少、表皮及維管束組織細胞壁薄,玉米倒伏性狀與其莖稈機械強度、莖稈解剖結(jié)構(gòu)、木質(zhì)纖維素含量相關(guān);各表型均可作為植株倒伏性狀的評價指標,但多個表型結(jié)合評價玉米倒伏性狀將增加倒伏性狀鑒定的科學(xué)性與準確性;倒伏相關(guān)基因位點分布廣泛,主效QTL挖掘難度大,與脆桿性狀的單基因控制遺傳機理不同,倒伏遺傳機理較為復(fù)雜,本研究結(jié)果將為玉米倒伏QTL的進一步精細定位與克隆奠定基礎(chǔ),研究所用SSR標記將為

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