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玉米耐盐性的鉴定及QTL分析

Mohammad Muhebbullah Ibne Hoque  
【摘要】:玉米是重要的粮食作物,在世界各地广泛种植。近年来,由于全球变暖和极端气候变化频发,致使干旱、盐碱等环境因素对世界玉米生产的影响越来越大。因此,改良玉米耐盐性在今后将成为一个重要的育种目标。玉米是一种对盐碱比较敏感的大田作物,但有证据表明,在玉米中存在相当大的耐盐性的遗传变异。本研究将应用遗传和分子标记的方法揭示玉米耐盐性变异的遗传和生理机制,开发新的分子标记,为利用分子标记辅助选择的方法来提高玉米的耐盐性奠定基础。 本研究首先对九个玉米自交系在盐胁迫下的种子萌发和幼苗生长进行了评估。结果显示,在盐胁迫条件下不同自交系的种子萌发和幼苗生长存在明显差异。其中自交系CZ-7显示明显耐盐的表型,而B73则非常敏感。另外,在盐胁迫条件下玉米幼苗的生长势和Na+离子含量具有显着差异。在盐胁迫条件下,自交系CZ-7的生长势较强,同时植株的K+/Na+比值也较高;而自交系B73的生长势较弱,植株K+/Na+的比值也较低。多次试验结果显示,蛭石培养条件下对玉米植株耐盐性的鉴定结果与水培条件下的结果基本一致,是一个有效的表型鉴定方法。 为了分析玉米耐盐性状的遗传基础,我们利用121对具有多态性的SSR标记,分析了B73(敏感)×CZ-7(耐盐)的163个F2单株的基因型。构建了一个标记位点之间的平均距离为9.88cM的连锁图谱,覆盖玉米基因组1195.2cM。利用玉米苗期10个耐盐相关性状进行了QTL定位分析,总共获得41个数量性状位点(QTL),包括茎长(SL),根长(RL),茎/根长度比(RRLSL),地上部鲜重(SFW),根鲜重(RFW),植株鲜重(PFW),地上部干重(SDW),根干重(RDW),植株干重(PDW)和地上部干重/根干重(RRDWSDW)进行检测,分别检测到16个在正常生长条件下的QTLs和25个在盐胁迫条件下的QTLs。其中4个QTLs在正常条件下和盐胁迫条件下均能稳定检测到。这些QTL分别分布在1,2,4,5,6,7,8,9和10号染色体上。可解释表型变异范围在6.27%-21.97%之间。其中14个QTL可解释相应表型变异的比值超过10%。这些耐盐性相关的QTL及其分子标记在玉米耐盐育种中具有潜在的应用前景。


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