摘要：以ＥＭＳ誘變獲得的高油玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）突變體ｃｅ０３００５為材料，對(duì)植株的穗位高和株高進(jìn)行了遺傳分析。通過(guò)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析玉米１６７個(gè)ＢＣ１Ｓ１家系的穗位高和株高的變化。利用１０１對(duì)共顯性引物構(gòu)圖，構(gòu)圖長(zhǎng)度為１ ６１１．７ ｃＭ，標(biāo)記間平均距離為１５．９ ｃＭ。用復(fù)合區(qū)間作圖法進(jìn)行數(shù)量性狀位點(diǎn)（ＱＴＬ）分析，共檢測(cè)到３個(gè)控制穗位高的主效ＱＴＬ和１個(gè)微效ＱＴＬ，分別位于１號(hào)和２號(hào)染色體上，單個(gè)控制穗位高ＱＴＬ的貢獻(xiàn)率變幅為４．４２％～１５．４２％；檢測(cè)到２個(gè)控制株高的主效ＱＴＬ和１個(gè)微效ＱＴＬ，分別位于１號(hào)和４號(hào)染色體上，單個(gè)控制株高ＱＴＬ的貢獻(xiàn)率變幅為７．８９％～１２．５３％。

關(guān)鍵詞：玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）；突變體；ＳＳＲ；數(shù)量性狀位點(diǎn)（ＱＴＬ）；穗位高；株高

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ５１３；Ｓ３３６ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０12）07－1312-03

Ｅａｒ Ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｈｅｉｇｈｔ ＱＴＬ Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｏｉｌ Ｍａｉｚｅ Ｍｕｔａｎｔ

ＺＨＡＯ Ｗｅｉ

（Maize Research Institute，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈａｒｂｉｎ １５００８６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｈｉｇｈ ｏｉｌ ｃｏｒｎ ｍｕｔａｎｔ ｃｅ０３００５ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ＥＭＳ ｐｏｌｌｅｎ ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ＱＴＬｓ ｏｆ ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ． Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ａ ＢＣ１Ｓ１ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ １６７ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｒａｎｄｏｍ ｂｌｏｃｋ ｄｅｓｉｇｎ． Ａ ｇｅｎｅｔｉｃ ｌｉｎｋａｇｅ ｍａｐ ｗｉｔｈ ａ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ １ ６１１．７ ｃＭ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ １０１ ＳＳＲ ｍａｒｋｅｒｓ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌｏｃｉ ｗａｓ １５．９ ｃＭ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｍａｐｐｉｎｇ， ３ ｍａｊｏｒ ａｎｄ １ ｍｉｃｒｏ－ｅｆｆｅｃｔ ＱＴＬｓ ｏｆ ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｌｏｃａｔｉｎｇ ａｔ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １ ａｎｄ ２ ｗａｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ， ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｏ ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ４．４２％ ｔｏ １５．４２％． ２ ｍａｊｏｒ ａｎｄ １ ｍｉｃｒｏ－ｅｆｆｅｃｔ ＱＴＬｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｌｏｃａｔｉｎｇ ａｔ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １ ａｎｄ ４ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｌｏｃｉ ｗａｓ ７．８９％～１２．５３％．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｉｚｅ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）； ｍｕｔａｎｔ； ＳＳＲ； ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌｏｃｉ（ＱＴＬ）； ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ； ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ

玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）耐密品種的篩選與抗倒伏性是密不可分的，所以玉米的穗位高和株高遺傳機(jī)制的研究重新得到人們的高度重視。對(duì)穗位高和株高的遺傳研究及ＱＴＬ定位已有很多報(bào)道［１－３］。本研究對(duì)穗位高和株高的ＱＴＬ進(jìn)行分析，旨在從分子水平上分析穗位高和株高的遺傳基礎(chǔ)。

１ 材料與方法

１．１ 試驗(yàn)材料

以普通玉米自交系Ｂ７３（黃色子粒）為母本，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家玉米改良中心通過(guò)ＥＭＳ花粉誘變獲得的高油玉米材料ｃｅ０３００５（白色子粒）為父本，組配Ｆ１雜交種。以ｃｅ０３００５為輪回親本Ｆ１進(jìn)行回交得到ＢＣ１果穗，人工自交授粉得到ＢＣ１Ｓ１，并測(cè)定ＢＣ１Ｓ１家系植株的穗位高和株高。

１．２ 田間試驗(yàn)

采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，兩次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)單行種植，行長(zhǎng)３.0 ｍ，行寬０．５ ｍ，每行１０株，田間管理同大田。散粉后測(cè)量穗位高、株高，每行隨機(jī)測(cè)量中間１０株。

１．３ 基因型分析

親本、Ｆ１和各ＢＣ１群體的葉片貯存在－８０ ℃冰箱中，用改良ＣＴＡＢ法抽提并純化總ＤＮＡ。從ＭａｉｚｅＧＤＢ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｉｚｅＧＤＢ．ｏｒｇ）選取均勻覆蓋全基因組的５００對(duì)引物，并根據(jù)ＭａｉｚｅＧＤＢ中公布的引物序列，由北京奧克生物工程公司合成引物。利用在雙親間具有多態(tài)性的１０１對(duì)共顯性標(biāo)記對(duì)ＢＣ１群體進(jìn)行標(biāo)記分析。采用Ｓａｇｈａｉ－ｍａｒｏｏｆ等［４］提出的方法，在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家玉米改良中心分子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行ＳＳＲ分析。

１．４ 數(shù)據(jù)分析和ＱＴＬ定位

利用Ｅｘｃｅｌ等軟件對(duì)ＢＣ１Ｓ１家系進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，考察了正態(tài)分布、偏度、峰度、χ２測(cè)驗(yàn)等。廣義遺傳力及其置信區(qū)間計(jì)算按照Ｋｎａｐｐ等［５］的方法，Ｈ＝１－１／Ｆ，其中Ｆ為基因型均方同基因型與環(huán)境互作均方的比值。利用復(fù)合區(qū)間作圖（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｍａｐｐｉｎｇ）法，ＱＴＬ Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｅｒ Ｖ２．０，進(jìn)行ＱＴＬ定位和效應(yīng)估計(jì)［６］。根據(jù)公式ｈＢ２＝■，計(jì)算植株的穗位高和株高的廣義遺傳力。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 高油玉米突變體植株的穗位高和株高的遺傳分析

為了進(jìn)行ＱＴＬ定位，對(duì)植株的穗位高和株高在ＢＣ１Ｓ１家系中的表現(xiàn)及分布情況進(jìn)行峰度和偏度的計(jì)算，結(jié)果表明，植株的穗位高和株高在ＢＣ１Ｓ１家系中的峰度和偏度的絕對(duì)值均小于１，說(shuō)明植株的穗位高和株高分布符合正態(tài)分布，由此可見(jiàn)，植株的穗位高和株高屬于典型的數(shù)量性狀。兩個(gè)親本Ｂ７３和ｃｅ０３００５的植株的穗位高分別是７７．３ ｃｍ和７０．５ｃｍ，株高分別是１９６．８ ｃｍ和１８０．２ ｃｍ。ＢＣ１Ｓ１家系穗位高平均值為７５．６ ｃｍ，變幅為４７．０～９７．０ ｃｍ；ＢＣ１Ｓ１家系株高平均值為２０６．２ ｃｍ，變幅為１５６．０～２３８．０ ｃｍ。１６７個(gè)ＢＣ１Ｓ１家系穗位高和株高方差分析的結(jié)果（表１）表明：家系間穗位高和株高達(dá)到極顯著差異，重復(fù)間差異不顯著。ＢＣ１Ｓ１家系穗位高的廣義遺傳力為７６．０％，株高的廣義遺傳力為８２．５％。

２．２ ＳＳＲ圖譜構(gòu)建

從５００對(duì)ＳＳＲ引物中共篩選獲得擴(kuò)增效果好、條帶差異明顯的１２８對(duì)共顯性引物。根據(jù)１２８對(duì)共顯性引物擴(kuò)增信息，利用Ｍａｐｍａｋｅｒ ３．０構(gòu)建連鎖圖譜，圖譜上共擬合１０１對(duì)共顯性引物，構(gòu)圖長(zhǎng)度為１ ６１１．７ ｃＭ，標(biāo)記間平均距離為１５．９ ｃＭ。

２．３ ＱＴＬ定位分析

利用復(fù)合區(qū)間作圖軟件對(duì)ＢＣ１Ｓ１家系的植株穗位高和株高進(jìn)行了ＱＴＬ分析，根據(jù)Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌ等［７］的方法，設(shè)定ＱＴＬ的顯著性水平為０．０５，模擬運(yùn)算１ ０００次，共檢測(cè)到３個(gè)控制穗位高的主效ＱＴＬ和１個(gè)微效ＱＴＬ，分別位于１號(hào)和２號(hào)染色體上（圖1），單個(gè)控制穗位高ＱＴＬ的貢獻(xiàn)率變幅為４．４２％～１５．４２％；檢測(cè)到２個(gè)控制株高的主效ＱＴＬ和１個(gè)微效ＱＴＬ，分別位于１號(hào)和４號(hào)染色體上，單個(gè)控制株高ＱＴＬ的貢獻(xiàn)率變幅為７．８９％～１２．５３％。基因的作用方式都為加性效應(yīng)（表2）。

３ 討論

隨著ＱＴＬ定位研究在各種作物中的廣泛開(kāi)展，人們對(duì)ＱＴＬ定位的可靠性越來(lái)越關(guān)注。根據(jù)已有的研究報(bào)道來(lái)看，盡管不同研究者所使用的試驗(yàn)材料和群體不同，但對(duì)同一性狀的研究結(jié)果還是有相符之處的，特別是一些效應(yīng)較大的ＱＴＬ，確實(shí)能在不同的試驗(yàn)群體中被檢測(cè)出來(lái)，而且定出的位置也比較相近。這說(shuō)明ＱＴＬ定位具有一定的可靠性。

ＱＴＬ定位不區(qū)分效應(yīng)值的大小，即使是效應(yīng)值很小的ＱＴＬ也可以檢測(cè)到。本研究采用ＳＳＲ標(biāo)記分析的方法在（Ｂ７３×ｃｅ０３００５）后代ＢＣ群體中發(fā)現(xiàn)了４個(gè)控制穗位高的ＱＴＬ和３個(gè)控制株高的ＱＴＬ，控制穗位高的ＱＴＬ有３個(gè)主效ＱＴＬ和１個(gè)非主效ＱＴＬ，分別位于1號(hào)和２號(hào)染色體上；控制株高的ＱＴＬ有２個(gè)主效ＱＴＬ和１個(gè)非主效ＱＴＬ，分別位于１號(hào)和４號(hào)染色體上，本試驗(yàn)所檢測(cè)到的４個(gè)穗位高ＱＴＬ和３個(gè)株高ＱＴＬ與其他的研究結(jié)果相似［８－１０］，說(shuō)明本研究所定位到的ＱＴＬ具真實(shí)性，同時(shí)也說(shuō)明所采用的檢測(cè)方法具可靠性。但是２號(hào)染色體上的１個(gè)穗位高ＱＴＬ和4號(hào)染色體上的２個(gè)株高ＱＴＬ未找到相近的定位結(jié)果，可能為待發(fā)掘的控制玉米穗位高和株高的新數(shù)量性狀基因位點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［１］ ＪＩＡＮＧ Ｃ，ＥＤＭＥＡＤＥＳ Ｇ Ｏ，ＡＲＭＳＴＥＡＤ Ｉ ， ｅｔ ａｌ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｈｉｇｈｌａｎｄａｎｄ ｌｏｗｌａｎｄ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｍａｉｚｅ ｕｓｉｎｇ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒｓ［Ｊ］． Ｔｈｅｏｒ Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ，１９９９， ９９（７） ：１１０６－１１１９．

［２］ ＡＵＳＴＩＮ Ｄ Ｆ ， ＬＥＥ Ｍ， ＶＥＬＤＢＯＯＭ Ｌ Ｒ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ｍａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｗｉｔｈ ｈｙｂｒｉｄ ｐｒｏｇｅｎｙ ａｃｒｏｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ： ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｈｅｏｒ Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ，２００１，１０２（１）：１６３－１７６．

［３］ ＳＡＲＩ－ＧＯＲＬＡ Ｍ， ＫＲＡＪＥＷＳＫＩ Ｍ， ＤＩ ＦＯＮＺＯ Ｎ， ｅｔ ａｌ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒｓ： Ⅱ． Ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ［Ｊ］． Ｔｈｅｏｒ Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ，１９９９， ９９（１）：２８９－２９５．

［４］ ＳＡＧＨＡＩ－ＭＡＲＯＯＦ Ｍ Ａ， ＳＯＬＩＭＡＮ Ｋ Ｍ， ＪＯＲＧＥＮＳＥＮ Ｒ Ａ， ｅｔ ａｌ． ＤＮＡ ｓｐａｃｅｒ ｌｅｎｇｔｈ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｓ ｉｎ ｂａｒｌｅｙ： Ｍｅｎｄｅｌｉａｎ ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ，ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ ｌｏｃａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ［Ｊ］． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，１９８４， ８１（２４）：８０４１－８０１８．

［５］ ＫＮＡＰＰ Ｓ Ｊ， ＳＴＲＯＵＰ Ｗ Ｗ， ＲＯＳＳ Ｗ Ｍ． Ｅｘａｃｔ ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ ｆｏｒ ｈｅｒｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｎ ａ ｐｒｏｇｅｎｙ ｍｅａｎ ｂａｓｉｓ［Ｊ］． Ｃｒｏｐ Ｓｃｉ，１９８４，２５（１）：１９２－１９４．

［６］ ＺＥＮＧ Ｚ Ｂ． Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌｏｃｉ［Ｊ］． Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９９４，１３６：１４５７－１４６８．

［７］ ＣＨＵＲＣＨＩＬＬ Ｇ Ａ， ＤＯＥＲＧＥ Ｒ Ｗ． Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｍａｐｐｉｎｇ［Ｊ］． Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９９４，１３８：９６３－９７１．

［８］ 蘭進(jìn)好．玉米株高和穗位高遺傳基礎(chǔ)的ＱＴＬ剖析［Ｊ］．遺傳，２００５．２７（６）：９２５－９３４．

［９］ Ｌ?譈ＥＢＢＥＲＳＴＥＤＴ Ｔ，ＭＥＬＣＨＩＮＧＥＲ Ａ Ｅ，ＳＣＨＯＮ Ｃ Ｃ，ｅｔ ａｌ．ＱＴＬ ｍａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｔｅｓｔｃｒｏｓｓｅｓ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｆｌｉｎｔ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｍａｉｚｅ：Ｉ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｓｔｅｒｓ ｆｏｒ ｆｏｒａｇｅ ｙｉｅｌｄ ｔｒａｉｔｓ［Ｊ］． Ｃｒｏｐ Ｓｃｉ ，１９９７，３７（３）：９２１－９３１．

［１０］ ＢＥＲＫＥ Ｔ Ｇ，ＲＯＣＨＥＦＯＲＤ Ｔ Ｒ． Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌｏｃｉ ｆｏｒ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ，ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｅａｒ ｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄ ｋｅｒｎｅｌ ｔｒａｉｔｓ ｉｎ ｍａｉｚｅ［Ｊ］． Ｃｒｏｐ Ｓｃｉ，１９９５，３５ （６）：１５４２－１５４９．