玉米散粉期的基因定位與全基因組選擇研究.pdf

1、玉米(Zea.mays.L)作為我國總產量最高的糧食作物，其產量和品質的提高是保障我國糧食安全的重大舉措。全基因組選擇(Genomic Selection，GS)首先利用訓練群體估計分子標記效應，然后利用覆蓋基因組的分子標記來計算預測群體的重要農藝性狀的基因組估計育種值，從而實現對育種材料的篩選，因而GS在玉米的商業(yè)化育種中具有廣闊的應用前景。本研究利用骨干自交系PH4CV為父本，鄭58為母本，構建481份BC1F3遺傳家系。通過201

2、6和2017年北京順義和新疆昌吉的散粉期表型鑒定和玉米55K芯片基因型鑒定，進行全基因組關聯分析和GS分析，主要研究結果如下:
　　1.利用兩年兩點散粉期最佳線性無偏估計值(Best Linear Unbiased Estimation，BLUE)和基因型數據進行遺傳方差分解，發(fā)現在散粉期遺傳變異中，加性方差占據77.6％，加加互作方差占14.3％，顯顯互作方差占5.6％，不存在加顯互作方差，說明在該群體中散粉期性狀主要受到基因加

3、性效應影響，非加性效應并不明顯。同時，利用GWAS方法對數量性狀位點(Quantitative Trait Locus，QTL)進行定位，在第2和第9號染色體發(fā)現顯著關聯的單核苷酸多態(tài)性位點。選擇關聯分析結果中-log10(P)大于3.5的標記作為自變量進行多元線性回歸分析，發(fā)現顯著關聯的標記Chr2_56238969、Chr9154782803分別解釋7.5％和5.1％的表型變異，分別位于第2號染色體54.2-59.6Mb和第9號染色

4、體150.5-154.8Mb的區(qū)間內，這兩個區(qū)間可能存在和散粉期表型顯著關聯的基因。
　　2.根據遺傳方差分解結果，當利用包含加性效應的AM，包含加顯效應ADM，包含加性上位性效應AEM和加顯上位性效應的ADEM模型來評價GS的預測準確性時，發(fā)現散粉期性狀預測準確性(Prediction Accuracy,PA)分別為0.749，0.753，0.749和0.748。當把QTL定位分析中挖掘的兩個顯著關聯標記作為固定效應時，以上四個

5、模型的PA分別為0.762，0.763，0.762和0.760。通過雙因素方差分析，發(fā)現四個模型之間不存在顯著差異，但對于每個模型，把顯著標記作為固定效應可以極顯著提高預測準確性。對16BJ，16XJ，17BJ，17XJ中的每個環(huán)境進行單獨分析，利用AM模型的PA分別為0.512，0.634，0.699和0.705。把顯著關聯標記作為固定效應后，PA分別為0.526，0.642，0.715和0.714。在多環(huán)境預測時，基因型和環(huán)境互作模