论文摘要
经过改良的热带亚热带血缘材料在拓宽我国玉米种质基础方面有重要的作用。近年来,我国大面积应用的品种中,含有热带亚热带血缘的材料所占的比例越来越大,并构成了一个独立的杂种优势群-温热I群,是育种中利用的重要材料。BT-1是来源于热带血缘的自交系,具有配合力高、综合农艺性状好、高抗玉米穗粒腐病的特性,解析其重要农艺性状的遗传基础,对自交系BT-1的遗传改良有重要意义。本研究以自交系BT-1和N6组配的重组自交系（Recombinant inbred line,RIL）群体为材料,用复合区间作图法（CIM）对其重要农艺性状进行了QTL分析,应用基于混合线性模型的复合区间作图法（MCIM）对基因间及基因与环境间的互作效应进行了分析。同时,以BT-1为抗病亲本,构建了3个群体验证玉米穗粒腐病抗性QTL,主要研究结果如下:1.在3个环境条件下,RIL群体的8个穗部性状、3个植株性状和3个生育期性状均表现出超双亲分离,各性状均呈连续正态分布;除百粒重与穗行数和行粒数呈极显著的负相关外,其余性状为显著或极显著的表型正相关;除穗重和穗粗在环境间、穗长在环境与区组间互作不显著外,其余性状在家系、环境、家系与环境及环境与区组的差异都达到显著或极显著;各性状的遗传力均较大,分别为67.8%84.2%、92.0%93.3%和85.3%86.2%。2..在3个环境条件,共检测到69个控制穗部性状的QTL,单个QTL的贡献率为4.04%32.70%,39个QTL的贡献率大于10%,8个QTL（qEN5、qEN2-3、qKR6-1、qED5-3、qHKW2-1、qCD4、qCD6-2、和qCD5-2）在2个或2个以上环境条件下被检测到,具有环境稳定性,贡献率为4.84%20.07%;在所有QTL中,39个QTL的增效基因来自于母本BT-1,其余均来自于父本N6。3.在3个环境条件下,共检测到67个控制株高、穗位高、雄穗分枝数、抽雄期、吐丝期和散粉期6个农艺性状QTL,单个QTL的贡献率为3.67%35.81%,其中13个QTL（qPH2、qPH9、qEH2、qEH1-2、qTBN4-1、qTBN5-1、qTBN5-3、qTE1、qTE2-1、qSE1-1、qSE2-1、qAN1和qAN2）在3个环境或2个环境条件下及合并分析均被检测到,具有环境稳定性,表型贡献率为4.43%35.81%;第1染色体的1.05-1.06区,第2染色体的2.03-2.04区,检测到共同控制抽雄期、吐丝期和散粉期的QTL,是生育期的QTL富集区域。所有QTL中35个QTL由来自母本BT-1的等位基因起增效作用,34个QTL由来自父本N6的等位基因起增效作用;影响6个性状的效应以加性为主。4.上位性及与环境互作分析表明,行粒数、穗长和穗粗的4对QTL或标记区间存在上位性互作效应,主要为加性×加性上位性互作,可以解释0.78%1.68%的表型变异。检测到控制株高、穗位高、雄穗分枝数、抽雄期、吐丝期和散粉期的9对QTL或标记区间存在加性×加性上位性互作效应,可以解释表型变异的0.44%1.59%。大多数上位性QTL在单个位点效应不显著,本身对性状表达没有效应,但通过与主效QTL的互作,影响性状的表达。上述结果表明,除主效QTL外,上位性互作也是玉米穗部及重要农艺性状的遗传基础。5.本研究采用标记辅助选择结合性状鉴定的策略,利用抗病自交系BT-1与感病自交系N6（BC6F2）、西502（BC2F2）和熊掌（BC4F2）的衍生群体,对定位到的玉米穗粒腐病籽粒和穗轴的抗性QTL进行验证,为QTL的精细定位及图位克隆打下基础。结果显示,第4染色体上的籽粒抗性QTL在2个群体（BC6F2和BC2F2）中真实、稳定存在,且在BT-1×N6的BC6F2中,基因型纯和的群体较基因型杂合的抗病指数高0.15-0.23;利用BT-1×熊掌的BC4F2群体验证控制穗轴抗性的QTL,穗轴抗性基因抗病效应明显,稳定存在。