玉米主要株型性状与产量的全基因组关联分析

为了深入剖析玉米的株型性状和产量性状的遗传基础及其相关关系,本研究以204份玉米自交系作为关联群体,利用分布于玉米全基因组上的558 529个单核苷酸多态性标记(SNPs)对5个相关性状进行全基因组关联分析。结果表明,供试自交系各性状基本呈正态分布,且各性状间存在丰富的变异,变异系数在9.00%~50.00%之间;通过相关性分析和热图层次聚类分析株型和产量相关性状间彼此紧密关联;且由主成分分析筛选出总体方差累计贡献率达到71.667%的主成分2个;以P≤1×10^-5为显著阙值,利用Q+K模型对供试材料的5个相关性状进行全基因组关联分析,在株高、穗位高和单穗重间共检测到13个显著的SNP位点,分别分布于玉米的第3、第5、第6、第7号染色体上,而在总叶片数和穗上叶数间未检测到显著的SNP位点;在显著SNP上下游各50 kb范围共搜索到39个相关候选基因,其中有注释的基因12个,并对株高与穗位高最佳候选基因进行了预测。本研究通过对玉米株型及产量相关性状进行全基因组关联分析,为后期基因功能的验证与新功能的开发奠定了良好的基础。     

转录组和iTRAQ技术联合揭示玉米根系的耐旱机制

采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术对耐旱性不同的两玉米自交系(昌7-2和TS141)的幼苗根系差异基因(DEGs)和差异蛋白(DEPs)进行关联分析.定量关联分析结果表明,Chang 7-2 D1 vs CK1、Chang 7-2 D2 vs CK2、TS141 D1 vs CK1和TS141 D2 vs CK2等...     

甘肃省近年来玉米品种主要性状的演化及育种方向分析

2000-2018年共搜集整理了309份甘肃省审定玉米品种信息,并选取其中245份普通玉米品种综合分析了其19个相关性状的变化情况及彼此间的关联性,以期为进一步了解品种更替对玉米品种相应性状的影响及为未来玉米育种方向提供参考。结果表明:(1)随年份更替,审定品种的株高、种植密度、千粒重、产量、粗淀粉积累量呈显著升高,其年均分别升高1.7 cm、772.5株/hm^2、1.92 g、232.2 kg/hm^2、1.35 g;穗位高、粗淀粉含量、粗脂肪积累量呈缓慢升高趋势;穗行数和行粒数基本维持不变,其年均分别为16.6行和39.78粒;穗长、穗粗、出籽率、粗蛋白含量呈显著降低,其年均分别降低0.21 cm、0.02 cm、0.13%、0.11%;生育期、粗脂肪、赖氨酸含量、粗蛋白及赖氨酸积累量呈缓慢降低趋势。(2)相关及热图聚类分析表明,玉米品种的这19个相关性状间彼此紧密关联,彼此间协同或抑制作用共同形成了品种的DUS特性。(3) PCA分析筛选出了对总体方差累计贡献率达72.565%的6个主成分,其中株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重、赖氨酸含量及粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和赖氨酸积累量等是造成这些品种间差异的主要因素。(4)从审定品种的亲本间筛选出了20份适用于今后进行遗传改良的优良自交系。(5)今后在玉米理想株型育种方面,应适当降低其株高、以便进一步增加其种植密度、抗倒伏性及耐旱性;穗行数和千粒重是影响玉米高产最为重要的因素,在高产育种上应进一步改良增加其穗行数和千粒重;籽粒中粗淀粉含量和积累量较为快速的提高可能对其粗蛋白、粗脂肪及赖氨酸等品质性状的含量和积累量造成"碳稀释效应",更好地协调玉米籽粒中各品质组分间关系是培育优质粮饲兼用或青贮玉米新品种的重要策略。     

外源赤霉素对不同耐深播性玉米自交系的深播缓解效应

为探讨不同浓度的外源赤霉素(GA)对深播胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长的影响,综合评价GA对深播的缓解效果,以2份深播敏感自交系('吉853'和'自330')和2份耐深播自交系('N192'和'Mo17')为试材,于其苗期在2种不同深播(15、20 cm)胁迫下施加4种不同浓度外源GA.结果表明:(1)深播胁迫下出苗率、...     

玉米自交系SSR多样性与穗部性状的关联分析

玉米穗部性状直接影响其单株产量。为深入剖析玉米自交系穗部性状的遗传多样性,寻找与目标性状关联的分子标记,采用145对SSR引物对186份玉米自交系进行遗传多样性分析,共检测到652个等位基因,平均等位基因数为4.5个,平均多态信息量为0.478;利用Structure软件,将186份自交系分为5个亚群(旅大红股、塘四平头、兰卡斯特、P群、瑞德);并通过GLM关联分析模型分析,共找到14个与穗行数、穗粗、轴粗、穗长、秃顶长、行粒数、单穗重、百粒重、穗轴重9个穗部性状相关的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0211~0.2159;通过MLM关联分析模型,共检测到8个与穗部性状相关的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0174~0.1243;这些标记分布在1、2、3、4、5、7、8、9、10号染色体上。通过研究玉米遗传多样性与穗部性状的关联分析,可以为发掘优异的等位变异基因,复杂性状的遗传学研究和分子标记辅助育种奠定基础。     

外源脯氨酸缓解玉米幼苗盐胁迫的效应

为探讨施用外源脯氨酸(Pro)对不同耐性玉米(Zea mays)幼苗盐胁迫的缓解效应,以耐盐自交系8723和盐敏感自交系P138为试材,在苗期以180?mmol·L?1?NaCl为胁迫条件,施加浓度为250?μmol·L?1的外源Pro,研究了盐胁迫下外源Pro对玉米幼苗生长以及相关生理指标的影响.结果表明,外源Pro...     

种植密度对不同玉米品种农艺性状及产量的影响

[目的]研究不同密度处理下不同玉米品种农艺性状及产量的变化,筛选耐密性鉴定指标,为河西绿洲区密植高产提供理论依据.[方法]以10份不同基因型玉米为材料,设置6.75、9.75、12.75、15.75和18.75万株/hm25个种植密度,研究种植密度对玉米农艺性状和产量的影响.[结果]玉米株高、节间长度、叶向值和空杆率随...     

玉米KNOX基因家族鉴定及表达分析

KNOX基因家族存在于大部分植物体中,是同源异型盒基因家族的一类,其编码的转录因子参与调控植物的模式形成、形态建成等生理活动。用含有KNOX结构域的隐马尔可夫模型文件(PF03790, PF03791)作为探针结合Hmmsearch软件,对玉米(Zea mays L.)基因组中KNOX家族成员进行了鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位、系统进化树、基因在染色体定位、顺式作用元件和组织特异性表达模式进行了分析。通过hmmer搜索鉴定出16个玉米KNOX基因,其蛋白的氨基酸数在154～484之间,分子量在16.3～52.9 kD之间,等电点在4.33～7.74之间,其成员基因主要位于细胞核。根据玉米和拟南芥KNOX基因进化树分析,可将其分为2个进化分支。染色体定位结果表明,玉米KNOX基因家族的16个家族成员分布于9条不同染色体。1号染色体(Chr.01)分布6个成员,其中2个成员基因为串联重复基因。除ZmKNOX8和ZmKNOX9外,所有成员启动子区域都存在多个响应激素、光和逆境信号的cis-element。此外,ZmKNOX14和ZmKNOX15在嫩叶中表达量最高,可能与玉米叶细胞中次生细...     

玉米叶夹角主效qLA7-1近等基因系构建

叶夹角是植物重要的株型性状,近等基因系是研究其分子遗传机制的重要材料。本研究以紧凑型自交系‘廊黄’为供体亲本,平展型自交系‘TS141’为轮回亲本,构建了含有以‘TS141’为遗传背景的高代回交群体。通过对两个环境下两个亲本以及BC3F4进行表型鉴定及性状间相关分析发现,除总叶数外,BC3F4群体叶夹角与非轮回亲本‘廊黄’差异最小,叶夹角与叶向值均呈显著负相关(rE1=-0.549**, rE2=-0.337**)。利用该回交群体BC3F4,结合两对前景选择引物,得到含目标qLA7-1的11个单株,选取背景回复率大于80%的7个单株为叶夹角主效qLA7-1的目标单株,通过三个环境下表型鉴定,发现目标单株与非轮回亲本‘廊黄’的叶夹角差异不超过5%,目标单株的株高、穗位高、叶长、叶宽与轮回亲本‘TS141’相似度较高,7个目标单株可作为玉米叶夹角主效qLA7-1近等基因系。本研究为玉米叶夹角主效qLA7-1精细定位提供理论了基础。     

玉米棒三叶叶型性状的全基因组关联分析

玉米棒三叶(穗上叶,穗叶及穗下叶)对玉米单产的形成起着至关重要的作用,为了深入剖析玉米各性状的遗传基础及挖掘相关性状的基因,本研究以253份玉米自交系为关联群体,利用分布于玉米全基因组上的558 529个单核苷酸多态性标记(SNPs)对玉米棒三叶的叶长、叶宽及叶面积进行全基因组关联分析。结果表明,通过对关联群体性状进行统计可知,不同性状变异系数在17.00%～31.00%,变异丰富;且各性状的峰度和偏度都在-1～1之间,呈典型的数量性状遗传;方差分析也表明,各性状在基因型间都达到极显著差异;相关性分析及层次聚类分析发现,关联群体的各性状间均呈现显著或极显著(P<0.05或P<0.01)正相关关系,且各性状间共同影响着玉米干物质的积累。由主成分分析(principal component analysis, PCA)可知,在棒三叶叶长、叶宽及叶面积间可筛选出对总体方差累计贡献率达89.436%的两个主成分,表明这两个主成可以代表棒三叶叶型性状的绝大多数信息。以P≤3.99×10^-6为显著阙值,利用Q模型对供试群体进行关联分析,在玉米叶长、叶宽及叶面积间共...