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玉米株高主效QTL精细定位群体和株高QTL代换系
的构建的开题报告
本研究旨在精细定位玉米株高主效QTL，并通过代换系构建验证其
真实性。
研究背景：
玉米是我国最重要的粮食作物之一，其产量和品质直接影响我国的
粮食安全。
株高是影响玉米产量的重要因素之一，掌握株高遗传规律和
分子机制对于实现玉米高产优质具有重要意义。
前期研究发现，在B73
和Mo17杂交的F2代群体中存在一个主效QTL，SSC6-QTL10.2，对株高具有极显著的影响。
而在后续研究中，这一QTL的位置和其对株高的影
响大小均存在争议。
研究方法：
本研究将利用一个含有400个F2植株的群体，通过关联分析和突变体筛选的方法，精细定位SSC6-QTL10.2，并构建两个代换系，分别代换
B73和Mo17染色体6上的QTL区域，从而验证该QTL的真实性。
研究意义：
该研究将为揭示玉米株高调控的分子机制提供重要的遗传基础和分
子标记，有助于玉米高产优质的育种发展，具有重要的理论和实际意义。
同时，通过代换系的构建验证QTL的真实性，可以为后续的遗传分析提
供更可靠的依据，推进玉米株高QTL的精细定位与克隆。
玉米杂交种掖单13产量性状QTL定位与分析的开
题报告
尊敬的评审专家：
我申请的课题为“玉米杂交种掖单13产量性状QTL定位与分析”。
该课题是基于玉米产业发展的需求而展开的。
目前，玉米是世界上重要
的粮食作物，而其种植多以杂交种为主，良好的品种和优质种源对于玉
米生产具有重要的影响。
因此，研究玉米杂交种的产量性状QTL，可以
为玉米选种提供科学依据，进而促进玉米产业的发展。
本课题主要包括以下内容：
1.文献综述：通过文献综述，详细阐述关于玉米杂交种产量性状
QTL的研究现状和存在的问题。
对已有研究结果进行科学比对，发现研
究中的不足和问题，并提出本课题研究的理论基础和方法。
2.试验设计：根据已有研究的基础上，确定杂交种掖单13的重要产量性状，并利用分子标记技术对其进行分析。
设计合理的实验方案，将
对试验所要用的材料进行详细的描述，包括杂交组合、施肥处理等等。
3.数据分析：利用分子标记技术为主要手段，对试验所获得的数据
进行分析，确定QTL分布的位置和数量，探究各个QTL基因之间的协同作用。
通过比对和验证，筛选出对玉米杂交种掖单13产量性状的控制作用的QTL，从而为育种工作提供科学依据。
4.结论阐述：通过对实验所获得的数据进行处理和解读，得出研究
结论。
并针对结论的研究意义进行详细阐述。
本课题的研究成果将有助于确定影响玉米产量的关键性状，并为其
他相关领域提供有关基因发掘与功能研究的参考。
同时，结果也将有助
于引导玉米育种方向的调整和优化，提高玉米生产的质量、效益和稳定性。
感谢您的审阅。
玉米花期、株型、产量性状QTL定位及分析的开题报告摘要玉米作为我国的主要粮食作物之一，对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
本研究旨在利用简单序列重复（SSR）标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位，探究其遗传基础和发育过程，为玉米的选育和生产提供参考。
关键词：玉米；SSR标记；花期；株型；产量性状；QTL定位一、研究背景和意义玉米（Zea mays L.）是全球重要的粮食作物之一，中国是世界最大的玉米生产国之一，对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
近年来，随着生物技术的发展，以分子标记为手段进行玉米遗传育种的研究不断深入，其中，QTL（Quantitative Trait Loci）定位技术为玉米分子育种提供了强有力的手段。
花期、株型、产量性状是玉米重要的农艺性状，其研究具有重要的理论和实际意义。
其中，花期是玉米的一项主要农艺性状，掌握玉米的花期对于选择最佳的栽培日期、防止不同花期的品种自交等均有重要作用；株型是指玉米植株的生长型态和特征，是影响玉米产量的重要因素之一，通过研究玉米株型的遗传机制，可以为玉米的优良品种选育提供理论指导；产量性状是玉米育种中的重要目标，研究其遗传机制、发育过程和影响因素，可以为玉米产量的提高提供科学依据。
二、研究目的和内容本研究旨在利用简单序列重复（SSR）标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位，探究其遗传基础和发育过程，为玉米的选育和生产提供参考。
具体研究内容如下：1. 收集与整理相关基础数据，包括不同玉米品种的花期、株型、产量等信息，为选育和分析提供数据基础。
2. 通过对不同玉米品种的SSR标记分析，确定不同基因型间的遗传差异，进一步筛选与花期、株型、产量性状密切相关的SSR标记。
3. 利用QTL定位技术，对不同功能性状的相关SSR标记进行定位，分析其遗传距离和遗传力度，并进一步筛选与不同性状相关的显著QTL。
诺禾致源重测序基于 GBS 技术的玉米高密度遗传图谱构建及 QTL 定位BMC Genomics首页 科技服务 医学检测 科学与技术 市场与支持 加入我们 关于我们中国农业科学院作物研究所研究人员携手诺禾致源重测序团队，采用 GBS 技术，对314株高世代群体（RILs）进行低深度测序，检测 SNP，开发 Bin 标记，构建高密度遗传图谱，并对株型相关性状进行了定位，筛选出候选基因。
研究成果发表于2016年3月的 BMC Genomics 杂志（IF：3.986）。
玉米株型相关性状（株高、穗高等）与玉米产量、抗倒伏等密切相关，研究其遗传特点具有重要意义。
现存的低密度遗传图谱限制了 QTL 作图的高效性和准确性。
基于二代测序的 GBS 技术已成为一种构建高密度遗传图谱的有力工具。
本文采用 GBS 技术与高世代作图群体（RILs）相结合，极大的提升了 QTL 作图的有效性以及对复杂农艺性状的研究。
研究背景NGS项目文章实验材料和方法研究结果取 材测序技术测序平台Ye478（母本）和 Qi319（父本）RILs (F11代)，314株亲本全基因组重测序，测序深度分别为29.5X 和33.7X; 子代 GBS 测序，平均测序深度约0.07X 亲本（Illumina HiSeq 2000 PE125测序），子代（Illumina HiSeq 2500 PE125测序）1 亲本重测序和子代 GBS 测序Ye478（母本）和 Qi319（父本）进行全基因组重测序，测序深度分别为29.5x 和33.7x，与参考基因组（B73RefGen_V3）进行比对后，分别获得678,819,425和803,698,828条reads，亲本间纯合且有差异的 SNP 共有3,549,088个（图1）。
子代 RILs 群体进行 GBS 测序，共获得137,699,000条 reads，平均每个个体357,376条 reads，相当于玉米基因组大小的0.07x。
利用玉米骨干系进行产量及相关性状的QTL分析【摘要】玉米重要性状QTL定位是分子标记辅助选择的前提条件，对于提高育种效率有重要意义。
本研究以当前大面积推广的一个优良玉米杂交种郑单958的两个亲本（郑58x昌7.2）构建含有225个家系的F2：3群体为基础材料，构建了SSR分子标记遗传连锁图谱，并对产量和相关性状进行了QTL作图。
【关键词】玉米；产量性状；微卫星标记；数量性状基因座位；上位性1 玉米遗传改良对玉米产量的贡献玉米（Zea mays L.）是重要的粮食作物、饲料作物和工业原料作物，涉及到食品、化工、医学等多个领域，并且还是多种商业产品的成分，例如胶、肥皂、油漆、杀虫剂、牙膏、橡胶轮胎、模压塑料等（Fussell，1999）。
玉米生产对维护粮食安全、促进畜牧业发展、满足工业原料需求具有举足轻重的作用。
随着我国人口的增加和人民生活水平的不断提高，对玉米需求量急剧增加。
因此，提高单株生产力和增加单位面积种植密度是提高玉米产量的根本所在。
玉米单株生产力的提高一般从提高栽培管理技术和品种的遗传改良或更新换代两方面着手（Duvick，2001，2004）。
截至目前我国玉米杂交种至少经历了六次大面积的更新换代，从早期的综合品种到双交种以及现在的单交种。
过去几十年，玉米一直也是普通遗传学研究的模式植物，随着遗传学研究向分子水平深入，数量遗传学和分子遗传学的结合与发展提供了新技术和方法.因此，无论从当前还是长远考虑，玉米的遗传改良和遗传基础研究都显得十分必要，尤其是加强高产、稳产、多抗等强优势品种的选育（戴景瑞，2000）。
2 产量及相关性状的QTL分析方法产量相关性状是复杂的数量性状，以往经典遗传学基于多基因假说，从加性、显性、上河南农业大学硕士学位论文位性等方面分析产量数量性状遗传规律，但是不能将影响某一性状的单个基因效应分开。
随着数量遗传学和现代生物技术的发展，借助先进的QTL作图方法和软件，将控制复杂的数量性状遗传组分分解为若干离散的盂德尔因子（QTL），进而确定其在染色体上的位置、效应大小及其与其他基因的关系（梅德圣，等，2003）。
4个玉米相关性状的QTL定位分析中期报告
经过初步筛选和统计，我们已经成功地定位了四个与玉米相关性状的QTL。
这些QTL分别控制玉米的生长周期、穗长、芽期和颖粒数目。
第一个QTL，位于玉米染色体1上，与玉米的生长周期有关。
该QTL在三个不同的环境条件下都显著，说明其对生长周期的影响是稳定的。
此外，我们还发现该QTL与叶片数量和净光合速率呈显著相关。
第二个QTL，位于玉米染色体2上，与玉米的穗长有关。
该QTL在两个不同的环境条件下都显著，其效应大小均为中等水平。
此外，我们还发现该QTL与颖粒数目和总穗粒数呈显著相关，说明该QTL对穗的形态特征具有重要作用。
第三个QTL，位于玉米染色体3上，与玉米的芽期有关。
该QTL在三个不同的环境条件下都显著，控制芽期的效应大小也呈现显著差异。
此外，我们还发现该QTL与净光合速率和叶绿素含量呈显著相关。
第四个QTL，位于玉米染色体4上，与玉米的颖粒数目有关。
该QTL在两个不同的环境条件下都显著，说明其影响稳定。
此外，我们还发现该QTL与总穗粒数和穗长呈显著相关，说明该QTL对颖粒数目的影响可能是通过其对穗的形态特征的影响而实现的。
在后续的研究中，我们将继续验证和深入研究这些QTL，为玉米遗传改良和品种选育提供更加实用的分子标记和理论基础。
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(4): 602−611/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00602玉米光周期敏感相关性状发育动态QTL定位库丽霞孙朝辉王翠玲张君张伟强陈彦惠*河南农业大学农学院, 河南郑州 450002摘要: 玉米是短日照作物, 大多数热带种质对光周期非常敏感。
光周期敏感性限制了温、热地区间的种质交流。
研究玉米光周期敏感性的分子机理, 有利于玉米种质的扩增、改良、创新, 提高玉米品种对不同光周期变化的适应性。
本研究以对光周期钝感的温带自交系黄早四和对光周期敏感的热带自交系CML288为亲本配置的组合衍生的一套207个重组自交系为材料, 在长日照环境条件下对不同发育时期的叶片数、株(苗)高变化进行QTL分析。
结果表明, 双亲间的最终可见叶片数和株高差异很大; 发育初期CML288的叶片数和苗高都低于黄早四, 而发育后期CML288的叶片数和株高都明显高于黄早四; 测定各时期F7重组自交系间也存在显著差异。
利用包含237个SSR标记、图谱总长度1 753.6 cM、平均图距7.40 cM的遗传连锁图谱, 采用复合区间作图法, 分别检测到控制叶片数和株(苗)高发育的QTL 11个和20个。
但没有一个条件QTL 能在测定的几个时期都有效应。
在长日照条件下, 控制叶片数与株(苗)高的非条件与条件QTL主要集中在第1、9和10染色体上, 特别是在第10染色体的标记umc1873附近均检测到了影响这两个性状的QTL, 且在不同的发育时期单个条件和非条件QTL所解释的表型变异分别为 4.34%~25.74%和10.02%~22.57%, 表明这一区域可能包含光周期敏感性关键基因。
关键词:玉米; 光周期敏感性; QTL; 发育数量遗传QTL Analysis of the Photoperiod Sensitivity-Related Traits at Different Developmental Stages in Maize (Zea mays L.)KU Li-Xia, SUN Zhao-Hui, WANG Cui-Ling, ZHANG Jun, ZHANG Wei-Qiang, and CHEN Yan-Hui*College of Agronomy, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, ChinaAbstract: Maize is originally a short-day species and most tropical materials remain highly sensitive to photoperiod. Photoperiod sensitivity limits the potential for successful exchange of germplasm across temperate-tropical regions. Therefore, it would be very useful for breeders to better investigate the genetic basis of photoperiod sensitivity due to not only being benificial to expan-sion, improvement and innovation of germplasm but also enhancing adaptation of maize varieties to seasonal changes in the length of a day (photoperiod). For identifying the genetic controls underlying this adaptation at different development stages in maize, a set of 207 recombinant inbred lines derived from a temperate and a tropical inbred line cross was evaluated for leaf number and seedling or plant height at different developmental stages in a long-day environment. The results showed there was apparent difference in the average of leaf number and plant height for two parents. Leaf number and seedling height of the parent CML288 were less than those of Huangzao 4 at the beginning of plant development tested, but were more than those of Huangzao4 at the later developmental stages. There was significant difference in the traits at the tested developmental stages for F7 recom-binant inbred lines. The unconditional and conditional QTLs for these traits were detected using genetic linkage maps constructedby 237 SSR markers with a total length of 1 753.6 cM and an average space between two markers of 7.4 cM, and composite in-terval mapping (CIM). Eleven and twenty QTLs were detected for leaf number and plant height, respectively. But there was no effect of conditional QTL at all the tested developmental stages. The conditional and unconditional QTLs for leaf number and plant or seedling height were mapped on chromosomes 1, 9, and 10. Especially, the QTLs located on chromosome 10 (close to umc1873) were for two traits at the later developmental stages, accounting for 4.34–25.74% and 10.02–22.75% of total pheno-typic variation by single conditional and unconditional QTL, respectively. These results showed that these regions might encom-pass some crucial candidate genes controlling photoperiod sensitivity.Keywords: Maize; Photoperiod sensitivity; QTL; Developmental quantitative inheritance本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项(2006AA100103)和河南省重大科技专项(06200110200)资助。
玉米抗粗缩病主效QTL的定位、克隆和应用玉米(Zea Mays L.)是我国第一大粮食作物,在我国粮食和能源安全保障体系中占有极其重要的位置。
玉米粗缩病是一种分布广泛的世界性病毒病,近年来在我国(尤其是黄淮海地区)蔓延流行,对我国玉米生产构成严重威胁。
发掘抗病基因、培育抗病品种,从遗传上解决玉米粗缩病问题是最经济有效的途径。
本研究以来源于杂交种CL1165的50份F9代杂合自交家系(Heterogeneous inbred families,HIFs)为主要实验材料,开展玉米抗粗缩病主效QTL位点的定位、克隆和应用方面的研究,具体结论如下:1、在山东省济宁、肥城和泰安三个地点连续三年(2008、2009和2010年)对这50份HIFs材料进行粗缩病抗性鉴定,筛选出24份在不同年份和地点间抗性稳定的材料,包括9份感病HIFs和15份抗病HIFs。
2、利用Maize SNP50 BeadChip(包含56,110个SNPs)对24份抗性稳定的HIFs进行基因型分型,结合其粗缩病抗性鉴定进行关联分析,结果显示在玉米染色体1、3、4、5、8和9号上共有6个位点可能与粗缩病抗性相关。
3、筛选粗缩病敏感(NT401和NT411)和抗病(NT399和NT409)的HIFs,分别组配成485个BC2家系和211个BC1F2家系,于2011年进一步验证这6个候选位点,结果表明位于bin8.03的抗病位点,qMrdd1,为主效隐性抗病QTL,覆盖约15Mb的区域。
4、2012年,对来源于101个BC1F3代重组个体的6,708个BC1F4后代植株进行基因型分型和粗缩病抗性鉴定,利用重组后代测验法将qMrdd1精细定位到1.2Mb的区域内。
5、2013年,对来源于21个BC1F5重组个体的2,238个BC1F6后代植株进行基因型和粗缩病抗性鉴定分析,连续精细定位,最终将qMrdd1精细定位到201,335bp的区域内。
玉米产量及株型性状QTL定位与遗传基础研究的开题报告
一、背景与意义
玉米是世界上最重要的粮食作物之一，其在全球范围内广泛种植，并为全球粮食与牲畜饲料供应做出了重要的贡献。
然而，玉米产量、品质和抗病性等性状有着多样化和复杂的遗传背景，且受环境因素的影响较大，而这些性状的改良对于提高玉米的产量和品质至关重要。
因此，了解玉米这些性状的遗传基础和分子机制，对于玉米育种及粮食生产的发展具有重要的理论和实用价值。
二、研究内容
本研究旨在通过基因组关联分析和基因定位等手段，探究玉米产量及株型性状的遗传基础和分子机制。
具体研究内容如下：
1. 收集不同品种的玉米种质资源，包括高产和低产的玉米品种，以及具有不同株型性状的杂交群体。
2. 通过表型观察和测量，分析玉米产量、植株高度、叶片数、穗数、花粉数量和花粉粒大小等株型性状的变异规律和遗传背景。
3. 利用基因组关联分析（GWAS）、QTL分析等方法，确定这些性状的主效QTL 或关键基因，并分析这些基因在玉米中的分布、表达及功能。
4. 建立玉米产量及株型性状的遗传模型，并进行模拟计算，预测特定基因型条件下玉米产量和性状的表现及遗传规律。
三、研究意义
本研究的成果将有助于加深对玉米产量、株型性状的遗传机理和分子调控机制的认识，为玉米育种和粮食生产提供基础理论和实际指导。
同时，这些研究结果还可以为其他相关作物的育种和遗传研究提供参考和借鉴。
玉米IBM群体抗倒伏相关性状的QTL分析玉米是世界范围内重要的粮食作物和饲料来源,近年来倒伏已成为影响玉米高产稳产的重要因素,因此对玉米抗倒伏相关性状进行遗传研究意义重大。
本研究以IBMsyn10 DH群体为实验材料,在三个不同生态环境下对抗倒伏相关性状茎秆穿刺强度、茎秆拉弯强度和茎粗进行表型鉴定,利用高密度遗传图谱挖掘抗倒伏相关QTL位点。
结果如下：1.茎秆穿刺强度、茎秆拉弯强度和茎粗三个抗倒伏相关性状的表型值均表现出连续变异的特点,且基本符合正态分布,表明抗倒伏相关性状受多基因控制,属于典型的数量性状；相关性分析结果表明茎秆拉弯强度与茎秆穿刺强度和茎粗极显著相关,茎秆穿刺强度和茎粗相关性不显著；方差分析结果表明：三个抗倒伏相关性状在环境间、家系间以及环境与家系的互作间均存在极显著差异；三个倒伏相关性状的遗传力估算值分别为74.99%、51.70%和69.90%。
2.在崇州、哈尔滨和西双版纳分别检测到3个、3个、3个茎秆穿刺强度相关QTLs, QTL 贡献率在5.63%-8.30%之间,一个在不同环境下均被检测到的一致性QTL被定位到第1染色体45.92-49.9 cM区段内；最佳线性无偏预测(BLUP)值共检测到6个茎秆穿刺强度相关QTLs, QTL贡献率在4.96%-8.41%之间,其中4个QTLs与在三个不同环境检测到的QTLs位于同一区段。
3.在三个环境分别检测到2个、4个、3个茎秆拉弯强度相关QTLs, QTL贡献率在5.67%-10.19%之间,其中在哈尔滨检测到的qHSBSl-2被定为到第1染色体126.35-128.17 cM区段内,贡献率为10.19%,可能是控制茎秆拉弯强度的主效QTL；最佳线性无偏预测(BLUP)值仅检测到2个茎秆拉弯强度相关QTLs, QTL贡献率分别为7.11%和8.19%。
4.在三个环境中分别检测到4个、5个、5个茎粗相关QTLs, QTL贡献率在5.42%17.69%之间,其中在第8染色体96.37-103.63cM区段内检测到一个在不同环境下稳定表达的QTL,最高贡献率为17.69%,在该区段可能存在一个控制茎粗的主效QTL；最佳线性无偏预测(BLUP)值共检测到6个茎粗相关QTLs, QTL贡献率在4.79%-10.25%之间,其中4个QTLs与在三个不同环境检测到的QTLs在相同区段。
