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油分、蛋白质和淀粉是普通玉米籽粒的主要营养成分。本研究通过SSR分子标记,利用亲本LX00-6和E28构建了278个F2∶3家系群体,并构建遗传连锁图谱,进行玉米主要品质性状的QTL分析。其研究结果如下:
1、F2∶3群体主要品质性状的正态性检验及相关性分析
F2∶3群体主要品质性状的正态性检验结果表明:F2∶3群体中不论是油分含量、蛋白质含量还是淀粉含量都属于正态性分布,符合QTL分析的要求。
品质性状相关性分析表明,F2∶3群体的油分含量与蛋白质含量呈正相关,与淀粉含量呈负相关,同时蛋白质含量与淀粉含量呈负相关且都达极显著水平,即玉米籽粒中油分含量会随着蛋白质的增加而增加,随着淀粉含量的增加而减少,同时蛋白质的含量会随着淀粉含量的增加而减少。
对F2∶3群体的油分、蛋白质和淀粉含量进行分类,结果表明,油分含量在[3%,4%)的组合占全部组合数的44.24%,在[4%,5%)的组合数占全部组合数的55.40%,而油分含量高于5%的组合数只有1个,占全部组合数的0.36%,可见玉米籽粒油分含量的常见变幅在3%-5%。蛋白质含量在[11%,12%)的组合占全部组合数的49.28%,而蛋白质含量高于14%的组合只有2个,占总组合数的0.72%,蛋白质含量低于9%的组合数只有1个,占总组合数的0.36%,可见蛋白质含量的常见变幅在10%-13%。淀粉含量的主要分布范围在71%-72%,占全部组合数的近1/2;淀粉含量高于73%的有4个,而低于69%的只有2个。说明F2∶3群体的淀粉含量分布比较集中,常见变幅在69%-73%。总的来说,不同品质性状表现连续分布。
2.遗传连锁图谱的构建
利用334对玉米SSR引物对亲本LX00-6和E28进行多态性筛选,选用了其中多态性较好的25对引物用作F2∶3群体检测,结合已知的部分引物与它们的连锁信息构建分子遗传连锁图谱(定位在除3、4、9之外的其它染色体上)。用MAPMAKER/EXP3.0软件进行分子标记连锁分析,共124个标记纳入了该连锁图中。根据标记间的距离和标记顺序,用软件Mapdraw2.0作图。该连锁图总长度1497cM,相邻两标记的平均距离为12.07cM。
3.品质性状QTL定位
以F2∶3群体构建的遗传连锁图,结合主要品质性状的检测结果,运用复合区间作图法,以LOD=2.0,对玉米主要品质性状进行全基因组QTLs扫描,在第1条染色体上检测到一个与油分含量相关的位点,表现为加性效应;并检测到两个与淀粉含量相关的QTL位点,分别位于第1、8条染色体上,表现为部分显性效应和加性效应,但是并没有发现与蛋白质含量相关的QTL位点。