玉米籽粒相关性状的QTL 定位

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.002

河南农业科学 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (9): 9-15.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.002

玉米籽粒相关性状的QTL 定位

王新涛¹，李保叶¹，杨青²，代资举³，郝俊杰¹

（1. 河南省农业科学院植物保护研究所，河南郑州450002；2. 河南省农业科学院芝麻研究中心，河南郑州 450002；3. 河南省作物分子育种研究院，河南郑州450002）

收稿日期:2021-05-20 出版日期:2021-09-15 发布日期:2021-10-12
通讯作者: 郝俊杰（1978-），男，河南登封人，研究员，博士，主要从事玉米病害研究。E-mail：haojjds@163.com
作者简介:王新涛（1983-），男，河南辉县人，助理研究员，博士，主要从事玉米遗传育种研究。E-mail：tao-450002@163.com
基金资助:
河南省科技攻关计划项目（192102110026，202102110155）；河南省农业科学院科研发展专项（2020CY011，2020YQ33）

QTLs Mapping for Traits Related with Kernel in Maize

WANG Xintao¹，LI Baoye¹，YANG Qing²，DAI Ziju³，HAO Junjie¹

（1.Plant Protection Institute，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；2.Sesame Research Center，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；3.Henan Academy of Crop Molecular Breeding，Zhengzhou 450002，China）

Received:2021-05-20 Published:2021-09-15 Online:2021-10-12

摘要/Abstract

摘要： 为探究玉米籽粒百粒质量、粒长和粒宽的遗传机制，以郑58×D863F构建的包含241个家系的重组自交系（RIL）群体为材料，进行2 a不同环境下的百粒质量、粒长和粒宽QTL定位分析。结果表明，玉米百粒质量、粒长和粒宽在RIL群体中表现出连续变异，呈正态分布，且性状间呈极显著相关，属于典型的数量性状。在2 a不同环境下共检测到14个QTL，其中，控制百粒质量、粒长和粒宽的QTL分别有6个、3个和5个，分布在第2、3、4、7染色体上，表型贡献率介于6.42%~13.41%。其中，位于第2染色体的控制百粒质量的QTL q100 KW2 连续2 a 的表型贡献率均大于10%，为主效QTL；在第4 染色体umc1891—mmc0371区间内同时检测到控制百粒质量、粒长和粒宽的QTL，这些QTL可能包含调控籽粒性状的关键基因。

关键词: 玉米, 重组自交系群体, QTL, 百粒质量, 粒长, 粒宽

Abstract: In order to study the genetic mechanism of 100⁃kernel weight，kernel length and kernel width in maize，a recombinant inbred line（RIL）population including 241 lines derived from Zheng 58×D863F was used as material，and QTLs for 100⁃kernel weight，kernel length and kernel width were studied from 2018 to 2019 under two different environments. In RIL population，100⁃kernel weight，kernel length and kernel width showed continuous variations with a normal distribution and significant correlations，and belonged to typical quantitative traits. A total of 14 QTLs were detected in two years under two different environments. The numbers of QTLs for 100⁃kernel weight，kernel length and kernel width were 6，3 and 5，respectively. These QTLs were detected on chromosomes 2，3，4 and 7，and the PVE（phenotypic variance explained）values were 6. 42%—13. 41%. The PVE values of major QTL（q100KW2）for 100⁃kernel weight detected on chromosome 2 were above 10% under two environments. The QTLs for 100⁃kernel weight，kernel length and kernel width were detected in umc1891—mmc0371 on chromosome 4，which might contain key genes regulating grain traits.

Key words: Maize, RIL population, QTL, 100?kernel weight, Kernel length, Kernel width

中图分类号:

S513

王新涛, 李保叶, 杨青, 代资举, 郝俊杰. 玉米籽粒相关性状的QTL 定位[J]. 河南农业科学, 2021, 50(9): 9-15.

WANG Xintao, LI Baoye, YANG Qing, DAI Ziju, HAO Junjie. QTLs Mapping for Traits Related with Kernel in Maize[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2021, 50(9): 9-15.

图/表 7

参考文献

［1］赵小强，方鹏，彭云玲，等.基于两个相关群体的玉米6个穗部性状QTL定位［J］.农业生物技术学报，2018，26（5）：729⁃742.
ZHAO X Q，FANG P，PENG Y L，et al.QTL mapping for six ear⁃related traits based on two maize（Zea mays）related populations ［J］.Journal of Agricultural Biotechnology，2018，26（5）：729⁃742.
［2］朱永兴，郭生虎，关雅静.玉米杂交种主要农艺性状的表现分析［J］.分子植物育种，2019，17（10）：3348⁃3352.
ZHU Y X，GUO S H，GUAN Y J.Performance analysis of main agronomic characters of maize hybrids ［J］.Molecular Plant Breeding，2019，17（10）：3348⁃3352.
［3］ YAN J B，TANG H，HUANG Y Q，et al.Quantitative trait loci mapping and epistatic analysis for grain yield and yield components using molecular markers with an elite maize hybrid［J］.Euphytica，2006，149（1）：121⁃131.
［4］陈春侠，陆明洋，尚爱兰，等.基于单片段代换系的玉米百粒重QTL分析［J］.作物学报，2013，39（9）：1562⁃1568.
CHEN C X，LU M Y，SHANG A L，et al.Analysis of QTL for 100⁃kernel weight using chromosome single segment substitution lines in maize［J］.Acta Agronomica Sinica，2013，39（9）：1562⁃1568.
［5］ MESSMER R，FRACHEBOUD Y，BANZIGER M，et al.Drought stress and tropical maize：QTL⁃by⁃environment interactions and stability of QTLs across environments for yield components and secondary traits ［J］.Theoretical and Applied Genetics，2009，119：913⁃930.
［6］张向歌，王彬，袁亮，等.基于单片段代换系玉米籽粒性状的QTL定位［J］.玉米科学，2013，21（6）：35⁃40.
ZHANG X G，WANG B，YUAN L，et al.QTL mapping for kernel related traits basing on the single segment substitution lines in maize［J］.Journal of Maize Sciences，2013，21（6）：35⁃40.
［7］ LI C H，LI Y X，SUN B C，et al.Quantitative trait loci mapping for yield components and kernel⁃related traits in multiple connected RIL populations in maize［J］.Euphytica，2013，193（3）：303⁃316.
［8］王安贵，赵强，吴迅，等.基于高密度SNP标记对玉米籽粒相关性状的QTL定位［J/OL］.分子植物育种，2021［2021⁃04⁃01］.https：//kns. cnki. net/kcms/detail/46. 1068.S. 20210222. 1515. 004. html.
WANG A G，ZHAO Q，WU X，et al.QTL mapping about kernel⁃related traits in maize based on high density SNP markers ［J/OL］.Molecular Plant Breeding， 2021［2021⁃04⁃01］.https：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.
S. 20210222. 1515. 004. html.
［9］ WANG X T，YANG Q，DAI Z J，et al.Identification of QTLs for resistance to maize rough dwarf disease using two connected RIL populations in maize［J］.PLoS One，2019，14（12）：e0226700.
［10］张莹莹，杨青，代资举，等.玉米穗三叶叶宽QTL定位及Meta分析［J］.河南农业科学，2019，48（12）：15⁃22.
ZHANG Y Y，YANG Q，DAI Z J，et al.QTL mapping and Meta analysis for width of three leaves near the ear in maize［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2019，48（12）：15⁃22.
［11］ LEI M，LI H H，ZHANG L Y，et al.QTL IciMapping：Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations［J］.Crop Journal，2015，3（3）：269⁃283.
［12］ ZHU X M，SHAO X Y，PEI Y H，et al.Genetic diversity and genome⁃wide association study of major ear quantitative traits using high⁃density SNPs in maize［J］.Front Plant Sci，2018，9：966.
［13］张中伟，杨海龙，付俊，等.玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析［J］.作物杂志，2019（5）：37⁃40.
ZHANG Z W，YANG H L，FU J，et al.Genetic analysis of the kernel length of maize with mixed model of major gene plus polygene［J］. Crops，2019（5）：37⁃40.
［14］张伟强，库丽霞，张君，等.玉米出籽率、籽粒深度和百粒重的QTL分析［J］.作物学报，2013，39（3）：455⁃463.
ZHANG W Q，KU L X，ZHANG J，et al.QTL Analysis of kernel ratio，kernel depth，and 100⁃kernel weight in maize（Zea mays L.）［J］.Acta Agronomica Sinica，2013，39（3）：455⁃463.
［15］彭勃，王阳，李永祥，等.玉米籽粒产量与产量构成因子的关系及条件QTL分析［J］.作物学报，2010，36（10）：1624⁃1633.
PENG B，WANG Y，LI Y X，et al.Correlation analysis and conditional QTL analysis of grain yield and yield components in maize［J］.Acta Agronomica Sinica，2010，36（10）：1624⁃1633.
［16］ PENG B，LI Y X，WANG Y，et al.QTL analysis for yield components and kernel⁃related traits in maize across multi⁃environments［J］.Theoretical and Applied Genetics，2011，122（7）：1305⁃1320.
［17］赵璞，刘瑞响，李成璞，等.基于掖478导入系的玉米产量性状QTL鉴定［J］.中国农业科学，2011，44（17）：3508⁃3519.
ZHAO P，LIU R X，LI C P，et al.QTL mapping for grain yield associated traits using Ye 478 introgression lines
in maize［J］.Scientia Agricultura Sinica，2011，44（17）：3508⁃3519.
［18］马娟，王浩，王利锋，等.玉米产量相关性状定位和Meta-QTL整合［J］.植物遗传资源学报，2019，20（1）：41⁃51.
MA J，WANG H，WANG L F，et al.QTL mapping and Meta⁃QTL analysis for grain yield related traits in maize（Zea mays L.）［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2019，20（1）：41⁃51.
［19］江培顺，张焕欣，吕香玲，等.玉米产量相关性状Meta⁃QTL及候选基因分析［J］.作物学报，2013，39（6）：969⁃978.
JIANG P S，ZHANG H X，LÜ X L，et al.Analysis of Meta⁃QTL and candidate genes related to yield components in maize［J］.Acta Agronomica Sinica，2013，39（6）：969⁃978.
［20］ TUBEROSA R，SALYI S，SANGUINETI M C，et al.Mapping QTLs regulating morpho ⁃ physiological traits and yield：Case studies，shortcomings and perspectives in drought⁃stressed maize［J］.Annals of Botany，2002，89（7）：941⁃963.
［21］刘臣，陆建农，殷学贵，等.基于QTL定位的蓖麻株高性状遗传解析［J］.作物学报，2014，40（4）：751⁃759.
LIU C，LU J N，YIN X G，et al.Genetic analysis of traits related to plant height in Ricinus communis L.based on
QTL mapping［J］.Acta Agronomica Sinica，2014，40（4）：751⁃759.

[1]	李川, 张盼盼, 张美微, 牛军, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方. 玉米花粉高温胁迫相关miRNA 的筛选及其靶基因分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 1-16.
[2]	王鹏, 李笃花, 张绍辉, 杨孟宁, 安红柳, 方守国, 邓清超, 郭灵芳, 章松柏. 玉米纹枯病菌中新减毒病毒RsHV4 的特征研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 92-100.
[3]	曹丽茹, 梁小菡, 马晨晨, 叶飞宇, 庞芸芸, 李伟亚, 张新, 鲁晓民. 玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1 的表达和功能分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 12-21.
[4]	杨明达, 张素瑜, 李帅, 郑东方, 杨慎骄, 关小康, 王同朝. 不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 22-31.
[5]	谢世兴, 蒋超, 赵冰欣, 董晓旭, 栗慧, 卢海博, 赵海超, 刘松涛, 魏东, 黄智鸿. 冀西北寒旱区不同鲜食玉米品种秸秆饲用品质特性研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 32-40.
[6]	谢小文, 张心悦, 付家旭, 邵京, 温鹏飞, 王同朝, 卫丽. 干旱-复水处理下玉米差异表达bHLH基因的鉴定与分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 33-44.
[7]	鲁晓民, 郭书磊, 张新, 魏良明, 张前进, 曹丽茹, 刘海静, 邓亚洲, 张震, 王振华. 不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 44-55.
[8]	崔承齐, 刘艳阳, 杜振伟, 武轲, 江晓林, 郑永战, 梅鸿献. 基于高密度遗传图谱的芝麻籽粒品质相关性状QTL 定位[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 66-77.
[9]	徐丽娜, 安治良, 陈士林, 张怀胜, 进茜宁, 王平喜. 种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 11-17.
[10]	范晓庆, 赵心月, 王钰文, 张靓瑶, 袁进成, 刘颖慧, 瓮巧云. 青贮玉米和饲用油菜间作对饲草作物产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 40-51.
[11]	魏全全, 顾小凤, 芶久兰, 张萌, 饶勇, 肖华贵. 氮肥及有机物料配施对黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤微生物群落的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 41-50.
[12]	朱教宁, 高莉, 张静璇, 李永平, 汤昀, 史向远, 王秀红. 不同沼液回流比对鸡粪和玉米秸秆混合厌氧发酵性能的影响分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 70-80.
[13]	王雅坤, 李鸿萍, 徐真真, 刘天学. 高温干旱复合胁迫对玉米光合生理的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 17-23.
[14]	豆丹丹, 孙建军, 郭玉玺, 王德新, 郭新海, 丁超明. 基于DUS 测试性状的黄淮海地区玉米自交系的遗传多样性及群体结构分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 24-32.
[15]	赵海军, 史佳晴, 王彬, 郭益洋, 胡小丽, 韩赞平. 150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 33-39.

玉米籽粒相关性状的QTL 定位

QTLs Mapping for Traits Related with Kernel in Maize

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics