玉米是重要的糧食作物和飼料作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位，而玉米產(chǎn)量的提高是玉米育種者和生產(chǎn)者追求的永恒目標(biāo)[1]。研究表明玉米籽粒相關(guān)性狀如粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬等是構(gòu)成產(chǎn)量的主要因素，這些籽粒相關(guān)性狀與產(chǎn)量具有高度的相關(guān)性。因此，從分子水平上解析籽粒粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬的遺傳基礎(chǔ)，對(duì)于有效開展籽粒相關(guān)性狀的分子育種進(jìn)而提高玉米產(chǎn)量具有重要意義。
籽粒粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬等性狀均為多基因控制的數(shù)量性狀，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)籽粒相關(guān)性狀進(jìn)行了大量的 QTL（Quantitative trait loci）定位分析，對(duì)其內(nèi)在遺傳機(jī)制研究也在逐漸深入。這些籽粒相關(guān)性狀研究中QTL 定位的數(shù)目和位置存在差異，不同的定位結(jié)果也反映了玉米籽粒相關(guān)性狀遺傳調(diào)控的復(fù)雜性。<此，在不同的遺傳背景下，發(fā)掘更多新的或穩(wěn)定的控制玉米籽粒性狀相關(guān)的 QTL，有利于進(jìn)一步解析籽粒性狀的遺傳機(jī)制。為此，以玉米籽粒相關(guān)性狀存在顯著差異的玉米自交系鄭 58 和 D863F 為親本，構(gòu)建包含 241 個(gè)家系的 RIL 群體，利用 SSR 分子標(biāo)記對(duì) 2 a 不同環(huán)境下玉米籽粒百粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬進(jìn)行 QTL 定位，檢測(cè)穩(wěn)定表達(dá)的 QTL，為玉米籽粒相關(guān)主效 QTL 的精細(xì)定位與候選基因分離及產(chǎn)量分子育種提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)材料
供試材料為玉米籽粒性狀存在顯著差異的自交系鄭 58（來(lái)自河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，是我國(guó)推廣面積最大的玉米雜交種鄭單 958 的母本）和D863F（來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所種質(zhì)資源庫(kù)）及含有 241 個(gè)家系的 RIL 群體。其中，RIL 群體是以鄭 58 和 D863F 為親本，從 F2后采用單粒傳法連續(xù)自交至F7所得。
田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)
田間試驗(yàn)于 2018 年夏季在河南省西平縣試驗(yàn)基地（113°36'E、33°10'N）、2019 年夏季在河南省原陽(yáng)縣河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地（113°96'E、35°05'N）進(jìn)行。供試材料種植行長(zhǎng)2 m，行距0.6 m，株距0.25 m，正常田間管理。
籽粒性狀調(diào)查
玉米成熟期每行從第 3 株開始收取 3 個(gè)均勻一致的果穗，自然風(fēng)干后進(jìn)行脫粒，利用萬(wàn)深 SC-G 自動(dòng)種子考種儀對(duì)親本和群體進(jìn)行室內(nèi)考種，考種性狀包括百粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬。對(duì)親本及每個(gè)株系取其所有單株的平均值為該親本或株系的性狀值，并 計(jì) 算 廣 義 遺 傳 力 (h2)。 h2= σ2g/(σ2g+ σ2gy/n +σ2e/nr)，其中，σ2g表示基因型方差，σ2gy表示基因型與環(huán)境互作方差，σ2e表示誤差項(xiàng)方差，n 和 r 分別代表環(huán)境數(shù)和重復(fù)次數(shù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用 SPSS 21.0進(jìn)行。
籽粒相關(guān)性狀QTL定位
河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院郝俊杰課題組前期已經(jīng)對(duì)親本鄭 58 和 D863F 進(jìn)行多態(tài)性 SSR 標(biāo)記篩選，共鑒定出有差異性的標(biāo)記 215個(gè)（數(shù)據(jù)未發(fā)表）。本研究用這 215 對(duì)引物進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系為10 μL，其 中 ，DNA 模 板 2.0 μL，上 、下 游 引 物 各0.4 μL，Mix 5.0 μL，ddH2O 2.8 μL。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性 5 min；95 ℃變性 60 s，60 ℃退火 50 s，72 ℃延伸 50 s，35 個(gè)循環(huán) ；72 ℃延伸 5 min。PCR 產(chǎn)物在ABI 3500XL 基因分析儀中進(jìn)行電泳和分析。
結(jié)論
百粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬是玉米產(chǎn)量主要構(gòu)成因素。本研究結(jié)果表明，玉米籽粒的百粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)和粒寬性狀存在較大變異，2 a不同環(huán)境下百粒質(zhì)量與粒長(zhǎng)、粒寬均呈極顯著正相關(guān)，表明粒寬和粒長(zhǎng)是決定百粒質(zhì)量的重要因素。
原文引用
王新濤, et al."玉米籽粒相關(guān)性狀的QTL定位." 河南農(nóng)業(yè)科學(xué) 50.09(2021):9-15. doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.002.
