【摘要】：倒伏是影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的一個(gè)重要因素。玉米倒伏不僅會(huì)對植株的輸導(dǎo)組織產(chǎn)生影響,還會(huì)在空間上改變植株整體葉片分布,降低葉片的光合作用效率;莖稈倒伏發(fā)生部位還極易引起病蟲害的感染,加劇玉米產(chǎn)量和莖稈質(zhì)量的降低�？沟狗誀钍且粋�(gè)復(fù)雜的數(shù)量性狀,隨著分子標(biāo)記技術(shù)的快速發(fā)展,大量玉米抗倒伏相關(guān)QTL被定位出來,但由于不同研究者所用的定位群體不同、群體大小和作圖密度普遍較小等原因,很難找到與玉米抗倒伏緊密連鎖的分子標(biāo)記,能夠應(yīng)用于育種過程的有效標(biāo)記較少。元分析技術(shù)可以在整合不同來源QTL的基礎(chǔ)上,獲得更為準(zhǔn)確的連鎖標(biāo)記位點(diǎn),對玉米抗倒伏育種具有一定輔助作用。本文在收集玉米抗倒伏相關(guān)性狀QTL的基礎(chǔ)上,對基于不同分子標(biāo)記定位的QTL分別整合到IBM MaizeSNP50參考圖譜和IBM2 2008 Neighbors參考圖譜上;通過元分析技術(shù)和水稻同源性對比來挖掘玉米抗倒伏相關(guān)候選基因。主要結(jié)果如下:1.共收集到128篇與玉米抗倒伏相關(guān)性狀的QTL定位文章,涉及164個(gè)定位群體,共2381個(gè)抗倒伏相關(guān)性狀QTL。有1610個(gè)抗倒伏相關(guān)性狀QTL映射到IBM2 2008Neighbors圖譜上,經(jīng)元分析分別得到90個(gè)株型相關(guān)、42個(gè)莖稈相關(guān)、39個(gè)根系相關(guān)、73個(gè)抗病蟲害相關(guān)性狀Meta-QTL。有771個(gè)抗倒伏相關(guān)性狀QTL映射到IBM MaizeSNP50參考圖譜上,經(jīng)元分析分別得到82個(gè)株型相關(guān)、51個(gè)莖稈相關(guān)、43個(gè)根系相關(guān)性狀Meta-QTL。不同相關(guān)性狀Meta-QTL在不同染色體上分布的位置較為集中,且置信區(qū)間的重疊區(qū)域較為密集。2.兩張參考圖譜上株型相關(guān)、莖稈相關(guān)、根系相關(guān)性狀Meta-QTL區(qū)域內(nèi)共同包含的基因分別有909、1769、865個(gè)。映射到IBM2 2008 Neighbors參考圖譜上抗病蟲害相關(guān)性狀Meta-QTL與基于第三代分子標(biāo)記技術(shù)定位的23個(gè)QTL區(qū)域內(nèi)共同包含的基因有2359個(gè)。3.對四個(gè)相關(guān)性狀共同包含的基因分別進(jìn)行功能分析發(fā)現(xiàn),株型相關(guān)性狀共同基因主要涉及維持植株正常生長發(fā)育及代謝調(diào)控的泛素連接酶復(fù)合物和油菜素內(nèi)酯代謝通路;莖稈相關(guān)性狀共同基因主要涉及纖維素合成和抗病蟲害相關(guān)的糖類合成、丙酸代謝通路、次生代謝產(chǎn)物等過程;根系相關(guān)性狀共同基因主要涉及胞內(nèi)、細(xì)胞器、鞘脂代謝等細(xì)胞形成發(fā)育過程;抗病蟲害相關(guān)性狀共同基因主要涉及抗病蟲害物質(zhì)合成,包括萜烯合酶活性、萜類化合物和次生代謝產(chǎn)物的形成等過程。GO富集分析和Pathway富集分析進(jìn)一步明確了相關(guān)性狀共同基因在玉米抗倒伏過程中發(fā)揮的功能及參與的代謝通路。4.共收集到水稻已克隆的抗倒伏相關(guān)基因141個(gè)、玉米根系抗倒伏候選基因3個(gè)。利用NCBI網(wǎng)站將水稻已克隆抗倒伏相關(guān)基因與玉米基因組進(jìn)行同源性對比,在兩張參考圖譜的四個(gè)相同的相關(guān)性狀共同基因內(nèi)挖掘出27個(gè)玉米同源抗倒伏候選基因,在IBM22008Neighbors參考圖譜四個(gè)相關(guān)性狀共同基因內(nèi)挖掘出1個(gè)玉米抗倒伏候選基因。
【圖文】：

對株型相關(guān)性狀共同基因進(jìn)行ＧＯ富集分析，結(jié)果有１個(gè)ＧＯ邋ｔｅｒｍ逡逑被富集，涉及泛素連接酶復(fù)合物（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ丨ｉｇａｓｅｃｏｍＰｌｅｘ）。莖稈相關(guān)逡逑性狀共同基因有４７個(gè)ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，主要涉及胞質(zhì)外體（核糖核酸逡逑酶復(fù)合體）（ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ邋ｅｘｏｓｏｍｅ邋（ＲＮａｓｅ邋ｃｏｍｐｌｅｘ））、線粒體邋ＲＮＡ邋３邋’邋端逡逑加工（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ邋ＲＮＡ３’＿ｅｎｄ邋ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、線粒體降解體逡逑（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ邋ｄｅｇｒａｄｏｓｏｍｅ）和胞內(nèi)細(xì)胞器（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｏｒｇａｎｅｌｌｅ）逡逑等。根系相關(guān)性狀共同基因有９個(gè)ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，主要包括細(xì)胞質(zhì)逡逑（ｃｙｔｏｐｌａｓｍ）、細(xì)胞（ｃｅｌｌ）、細(xì)胞內(nèi)（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ）、細(xì)胞部分（ｃｅｌｌ逡逑ｐａｒｔ）等。抗病蟲害相關(guān)性狀共同基因有５個(gè)ＧＯ邋ｔｅｒｍ被富集，，主要包逡逑括}P稀合酶活性（ｔｅｒｐｅｎｅ邋ｓｙｎｔｈａｓｅ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ邋）、聚丙基二甲苯酷甲基轉(zhuǎn)移逡逑酶活性（ｐｏｌｙｐｒｅｎｙｌｄｉｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅ邋ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ邋）、碳氧逡逑裂合酶活性，作用于a愃嵫危ǎ悖幔潁猓錚睿錚紓澹鑠澹歟幔螅邋澹幔悖簦椋觶椋簦澹幔悖簦椋睿玨澹錚鑠義希穡瑁錚螅穡瑁幔簦澹螅�、循山青瞬G銑擅富钚裕ǎǎ洌澹歟簦幔悖幔洌椋睿澹睿邋澹螅睿簦瑁幔螅邋義

本文編號：2626126