随着世界人口的不断增加，工业化程度越来越高，自然环境破坏加剧

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1、中国科学院大学IT运维管理系统测试报告随着世界人口的不断增加，工业化程度越来越高，自然环境破坏加剧，粮食安全问题日益严重。常规育种对于提高作物产量是有限的，这要求我们从分子水平对于作物产量进行解析，选择一些与产量性状相关的重要标记位点或功能基因位点，在育种工作当中进行实际应用，从而最大程度地提高作物产量，保障粮食安全。产量是复杂的数量形状，受多个基因控制，在分离群体中呈现连续的变化。玉米产量也属于复杂的数量形状，玉米产量构成因素包括每亩果穗数，穗粒数，和粒重，而粒重主要与粒长和粒宽相关，李永祥等研究表明，粒长与粒重的相关系数为0.64，粒宽与粒重相关系数为0.38，粒长/粒宽与粒重相关系数

2、为0.23。通过对产量进行分解和细化，可以对产量这一复杂性状分开，分别进行研究，另外可以探索各部分之间的关系，这样更有利于产量性状的研究。QTL定位是利用分子标记与QTL之间的连锁关系，把控制某一性状的目标基因定位在遗传图谱上，并分析其遗传效应。QTL初步定位的群体主要包括临时性群体和永久性群体，其中临时性作图群体包括单交组合产生的F2以及由此衍生的F3，F4家系和BC群体。这类群体容易获得，能提供丰富的遗传变异信息，同时估计加性和显性效应。但是该类群体分离单位是个体，一经自交或杂交其基因型就会发生变化，很难进行重复试验。永久性作图群体主要包括，重组自交系群体和加倍单倍体群体，其中RIL和

3、DH群体分离单位是株系，不同株系间存在基因型差异，而株系内个体间的基因型是相同而纯和的，自交不会发生分离，可通过自交繁殖后代，而不会改变群体中各品系的遗传组成，因此可以进行重复试验，把环境效应和实验误差从总效应中分离出来从而提高QTL的准确性。但是RIL群体构建的时间长，而后者DH群体构建的难度比较大，二者都不能够估计显性效应只能估计加性效应[2]。进行QTL定位是为改良数量性状提供基础。然而，在玉米重要数量性状以及产量性状的定位方面，前人采用相同或者不同的遗传材料进行研究时，得到的QTL作图结果不尽相同，这极大的限制了我们对这些研究结果的直接利用，使不少育种工作者对QTL作图的应用前景产

4、生了怀疑，也使我们对这些性状的遗传特点的认识处于一种徘徊状态。目前QTL应用成功的例子仍不多，其应用关键主要取决于的作图精度。作图精度一般包括的发现能力、位置和效应估计的准确程度等。从QTL定位的主要流程来看：1、选择合适的亲本材料；2、构建适宜的作图群体；3、分子标记连锁图谱的构建；4、QTL作图（受统计分析方法、环境效应等影响）。每个环节都影响最终QTL定位结果。QTL初步定位的结果，只能够说明在染色体的某个区域可能存在控制数量性状的基因，但是不能够精确该基因在基因组的位置，初步定位的区间一般为10-30cM，在玉米基因组中，一般1cM约为1000kb，在这样的一个区间内可能包括上千个

5、基因，这样的结果无法在育种实践当中进行应用。然而，在初步定位中通过加密分子标记和完善的统计方法，对于缩小置信区间并不是很有效，所以有必要针对热点区域进行精细定位，即基于初步定位的结果，针对目标区间构建遗传背景一致的次级分离群体，把复杂性状QTLs定位到更小的基因组区间。其基本程序是：首先应用在某一性状上有很大差异的亲本材料构建分离群体，构建覆盖整个基因组的遗传图谱，然后对整个基因组进行扫描，检测控制目标性状的主效QTL，然后筛选在目标区间杂合，而背静纯和的家系构建近等基因系，从而进行精细定位，或者筛选这样的单株进行自交，利用F2群体进行精细定位[2]。近年来随着水稻，玉米等农作物基因组测序

6、的完成，DNA第6/6页　　中国科学院大学IT运维管理系统测试报告分子标记设计相对简单，许多与产量相关的候选基因被克隆和研究，从而为提高作物产量打下了很好的基础。下面对这一方面的研究进行叙述。控制水稻粒长/粒重QTL基因GS3水稻的粒形是粒重的重要组成部分，而粒重又是水稻产量构成因子之一。在育种实践当中，粒重经常用来评估粒形，粒形于粒长、粒宽和粒厚高度相关。Fan等利用MingHui63(大粒)和Chuan7(小粒)，通过回交的方法，以MingHui63作为轮回亲本，构建了背景为MingHui63的近等基因系，最终将该QTL定位在7.9Kb的区段。在此物理区间内只有一个候选基因，该基因包含

7、5个外显子，编码232个氨基酸，该基因编码的蛋白质含有一个类似PEBP的结构域，一个跨膜区，一个TNFR/NGFR家族半胱氨酸丰富区和一个VWFC模块[3]。通过序列比对分析发现，与小粒品种相比，长粒品种在第二个外显子发生了无义突变，造成232个氨基酸长度的多肽缩短为178个氨基酸[3]。水稻控制粒宽/粒重的QTL基因GW2Song等2007年利用小粒亲本FAZ1和大粒亲本WY3，以FAZ1作为轮回亲本进行回交，得到BC