玉米抗旱性QTL定位及抗旱品種選育研究.pdf

1、玉米(Zea mays L.)是世界上主要的糧食作物之一，同時(shí)是重要的飼料和工業(yè)原料。干旱是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致玉米產(chǎn)量損失的主要因素。隨著未來(lái)氣候的變化，如溫度上升和降雨分布不均，干旱脅迫對(duì)玉米生產(chǎn)地區(qū)的影響會(huì)更大，而培育抗旱玉米品種是解決這一問(wèn)題最直接的途徑。
　　 本研究的目的包括3個(gè)方面:(1)在干旱和灌溉條件下，利用湖南及我國(guó)西南主推的10個(gè)玉米雜交種進(jìn)行抗旱性鑒定方法與指標(biāo)研究;(2)為了闡明玉米抗旱性的遺傳基礎(chǔ)并定位相關(guān)

2、的數(shù)量性狀位點(diǎn)，利用抗旱自交系臨1和敏感的湘97-7組配160個(gè)F2(:)3家系的定位群體，于2011年在長(zhǎng)沙縣高橋和長(zhǎng)沙市馬坡嶺，分別在大田干旱脅迫和正常水分條件下進(jìn)行表型鑒定所考察的性狀包括抽雄至吐絲間隔(ASI)、株高、千粒重和產(chǎn)量，并用抗旱系數(shù)來(lái)衡量抗旱性;(3)根據(jù)抗旱性鑒定篩選出來(lái)的指標(biāo)，選育出適宜湖南特殊生態(tài)環(huán)境的抗旱自交系和雜交種。
　　 本研究的主要結(jié)果如下:
　　 1.干旱對(duì)玉米產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀有顯

3、著影響。通過(guò)產(chǎn)量及產(chǎn)量抗旱系數(shù)相關(guān)分析篩選出產(chǎn)量、抽雄至吐絲間隔(ASI)、根深、株高和千粒重等5個(gè)指標(biāo)可作為玉米抗旱性鑒定的良好參數(shù)，本研究提出5個(gè)性狀的隸屬度均值作為綜合隸屬度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)玉米品種的抗旱性。該方法鑒定抗旱性強(qiáng)的品種是富友9號(hào)、洛玉1號(hào)、臨奧1號(hào)、科玉2號(hào)、農(nóng)大108，抗旱性中等的為渝單7號(hào)、聯(lián)合3號(hào)，抗旱性較差的有東單57、科玉1號(hào)、東單16。利用綜合隸屬度值評(píng)價(jià)抗旱性評(píng)價(jià)的結(jié)果與這些品種多年生產(chǎn)上抗旱表現(xiàn)相一致。

4、r>　　 2.在正常水分和干旱脅迫條件下，ASI、株高、千粒重和產(chǎn)量在160個(gè)F2(:)3家系定位群體中呈連續(xù)性變異，基本符合正態(tài)分布，表現(xiàn)為數(shù)量性狀的遺傳特點(diǎn)。在不同水分條件下，ASI和產(chǎn)量都表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，而株高、千粒重和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。
　　 3.110個(gè)SSR標(biāo)記構(gòu)建連鎖圖，圖譜總長(zhǎng)1246.1 cM，標(biāo)記間平均距離11.33 cM，覆蓋了玉米全基因組100個(gè)區(qū)域(bin)中的85個(gè)。連鎖圖譜上SSR標(biāo)記的排列順

5、序和染色體區(qū)域信息基本上和IBM22008 Neighbors Frame參考圖譜一致。
　　 4.各抗旱相關(guān)性狀所定位的QTL介于8個(gè)～14個(gè)之間，共檢測(cè)到43個(gè)QTL。單個(gè)QTL解釋的表型變異介于6.27％～18.27％之間。不同水分條件下所定位到的QTL大多數(shù)不相同，表明對(duì)干旱脅迫存在不同的適應(yīng)機(jī)制。抗旱性相關(guān)性狀所定位到的QTL，除第2和10染色體外，在其它染色體上都有分布，主要集中在第1染色體1.02-03和1.06-

6、07區(qū)域，以及第3染色體3.04-05區(qū)域。在第1染色體標(biāo)記umc2224和bnlg176區(qū)間同時(shí)檢測(cè)到與株高、千粒重和產(chǎn)量有關(guān)的QTL簇;標(biāo)記bnlg1556和umc1128區(qū)間檢測(cè)到與ASI和產(chǎn)量有關(guān)的QTL簇。在第3染色體標(biāo)記umc1773和umc1311區(qū)間同時(shí)檢測(cè)到與株高、千粒重和產(chǎn)量有關(guān)的QTL簇。這些QTL簇聚集區(qū)可能有助于通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇的方法提高干旱地區(qū)玉米的抗旱性。
　　 5.選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗旱的玉米