玉米出籽率的QTL定位及其与环境互作分析

玉米(Zea mays)出籽率作为典型的数量性状,受微效多基因控制,且易受环境因素影响,因而在育种实践中限制了对其进行遗传改良的能力。为挖掘不同环境条件下稳定遗传的控制玉米出籽率性状的QTL,同时分析QTL与环境的互作效应。本研究以许178×K12衍生的150个重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为实验材料,通过2年3点的田间实验,分别利用单环境分析、多环境联合分析和上位性分析方法,对玉米籽粒出籽率性状的表型数据和最佳线性无偏估计值(best linear unbiased prediction,BLUP)值进行QTL分析。采用出籽率表型值进行单环境分析,共检测到13个QTL位点,分布在第1,3,5,6,7,8和9染色体上,单个QTL可解释6.74%~22.18%的表型变异;利用最佳线性无偏估计值BLUP值进行QTL分析,共定位到4个位点,且均在单环境中被检测到。多环境联合分析检测到8个QTL位点,加性效应贡献率范围0.78%~2.31%,互作贡献率范围为0.21%~1.96%;上位性分析共检测到15对加性×加性互作位点,分布在所有染色体上。本研究通过多环境对玉米出籽率进行QTL定位,共筛选出4个能够稳定遗传出籽率性状的的染色体区域即Bin1.06~1.07,Bin6.01~6.02,Bin8.07和Bin9.03~9.05。同时发现,出籽率性状与环境存在着复杂的互作效应,上位性效应也是影响玉米出籽率性状的重要遗传基础。本研究结果将为今后种质资源的改良以及分子标记辅助育种(marker assisted selection,MAS)提供理论指导。