玉米茎秆抗倒相关性状的生理遗传及全基因组关联分析

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1、分类号密级UDC单位代码硕士学位论文玉米茎秆抗倒相关性状的生理遗传及全基因组关联分析PhysiologicalInheritanceandGenome-wideAssociationAnalysisofMaizeStemLodging-resistance研究生姓名：马青美指导教师：宋希云教授学科专业：生物化学与分子生物学研究方向：玉米分子育种中国·青岛二零一八年六月PhysiologicalInheritanceandGenome-wideAssociationAnalysisofMaizeStemLodgin

2、g-resistanceThesissubmittedtoQingdaoAgriculturalUniversityInFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofScienceMaQingmei（DepartmentofLifeSciences）Supervisor:SongXiyunQingdao.ChinaJune,2018独创性声明本人声明是所交的论文是在导师的指导下个人的研究成果和个人工作，除了致谢和标注的地方，论文中不会包含别人已经发表的论文或者是

3、别人的研究成果。同样也不会包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生

4、签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要玉米茎秆抗倒相关性状的生理遗传及全基因组关联分析摘要玉米是我国重要的粮食作物，在人们的生产生活中有非常重要的作用，然而倒伏影响着玉米的生长，严重制约了玉米产量，因此培育抗倒品种是保持粮食增产的重要手段。本研究以抗倒自交系辽3162和不抗倒自交系丹340为材料，从玉米表型性状、茎秆化学成分、内源激素、关键酶基因的表达等多方面进行研究，探讨玉米茎秆抗倒伏的分子机理。同时，利用9个抗倒性不同的玉米自交系组配的9×9的完全双列杂交群体，进行玉米茎秆抗推力

5、的遗传效应研究。利用玉米55126个SNP标记对292份玉米自交系组成的自然群体进行茎秆抗推力、穿刺强度和茎粗的全基因组关联分析，挖掘玉米抗倒性的候选基因。主要研究结果如下：1、与丹340相比，辽3162的茎秆抗推力和穿刺强度表现要好，茎粗和茎皮厚度差异不大，株高、穗位高差异也不明显。内源激素ABA在3个时期内都表现为极显著差异，生长素从授粉后15天，表现为极显著差异。赤霉素和细胞分裂素均差异不大，辽3162茎秆中的玉米素核苷比丹340高，但是没有达到显著差异。2、在化学成分分析中，木质素含量在吐丝期以后表现为逐

6、渐减少的现象，在3个时期辽3162的木质素含量都比丹340高，纤维素含量没有明显差异，但是辽3162的纤维素含量比丹340的略高，在吐丝期，半纤维素的含量表现为明显差异。3、在关键酶基因的相对表达量上，木质素相关的3个基因（COMT、CCoAOMT、4CL）的相对表达，基因COMT相对表达量为上调。纤维素相关的基因（Cesa1、Cesa9）中，Cesa1基因仅在授粉后15天表现为上调，Cesa9在吐丝期和授粉后15天都表现上调。内源激素GA相关基因的相对表达量为上调。4、玉米茎杆抗推力的遗传变异占表型变异的79.

7、23%，是可以遗传的，加性效应和显性效应具有同样重要的作用。显性效应显著，可能是环境影响的结果。抗倒伏性的双亲一般配合力（GCA）效应与亲本间特殊配合力（SCA）效应无明显的相关性。5、检测出16个与茎秆抗推力显著相关的SNP（P＜0.0001），获得5个候选基因，分别是GRMZM2G348551、GRMZM2G053767、GRMZM2G062974、GRMZM2G504401和GRMZM2G024260。GRMZM2G062974和GRMZM2G504401主要参与逆境下的表达。GRMZM2G348551参与

8、糖代谢途径，调控支链淀粉的合成，与细胞壁的形成有关。6、对茎秆穿刺强度和茎粗进行了初步定位，发现茎秆穿刺强度的SNP分布在1、3、6、7和8号染色体上，茎粗的分布在1、2、4、6、7、9、10号染色体上。关键词：玉米；茎秆抗推力；穿刺强度；茎粗；遗传效应；全基因组关联分析青岛农业大学硕士学位论文AbstractPhysiologicalInheritanceandGeno