【摘 要】
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矮秆玉米植型紧凑、株高较矮,不仅有利于密植,而且能够增加群体光合利用率,对提高作物产量有极高的利用价值,但大多矮秆玉米株高茎节极度缩短,叶片重叠,光合效率低,通风功能差,容易导致病虫害发生,使能够运用于玉米育种的矮秆材料较少,因此需要创制、利用、发掘优良的矮秆自交系,更好的推进矮化育种。在本试验中,前期通过矮秆高粱和本地玉米远缘杂交得到矮秆玉米自交系初步命名为dwarf-12,经过研究,dwarf
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矮秆玉米植型紧凑、株高较矮,不仅有利于密植,而且能够增加群体光合利用率,对提高作物产量有极高的利用价值,但大多矮秆玉米株高茎节极度缩短,叶片重叠,光合效率低,通风功能差,容易导致病虫害发生,使能够运用于玉米育种的矮秆材料较少,因此需要创制、利用、发掘优良的矮秆自交系,更好的推进矮化育种。在本试验中,前期通过矮秆高粱和本地玉米远缘杂交得到矮秆玉米自交系初步命名为dwarf-12,经过研究,dwarf-12可能为br2等位基因,但没有后续再进行验证和深入研究,由于该矮秆材料性状优良,后又将dwarf-12和本地白玉米自交系进行组配,选育出性状优良的矮秆自交系d8227,并用此矮秆材料与11个不同高度的自交系进行组配,经过鉴定配合力,发现单株产量较高,具有一定的育种潜力和利用价值。本研究以d8227和dwarf-12为研究材料,进行了以下研究:比较矮秆亲本dwarf-12和子代d8227之间的主要农艺性状差异以及茎秆细胞学差异、对激素敏感性反应;用d8227和四个不同背景自交系进行遗传交配设计,分析d8227矮秆基因的遗传模式;构建定位群体,用BSA方法构建极端性状混池,进行高通量测序,对d8227矮秆基因进行初步定位,并对定位区间已知的矮秆材料进行等位性鉴定,明确目标基因与已知基因的关系,为进一步研究奠定基础。主要研究结果如下:1、d8227和亲本dwarf-12生物学特征比较。d8227和亲本dwarf-12相比,株高、穗位增加9.35%、31.50%,穗上、穗位、穗下叶面积有所减少;d8227茎节数减少,但茎节长度增加,导致其株高显著增加于亲本,果穗性状的穗重、行粒数、百粒重、穗长、粒深比亲本dwarf-12增加。综合来看,矮秆d8227相比亲本dwarf-12株高较高,株型较紧凑、叶片较少,经济性状优良。2、茎秆细胞学观察和激素敏感性鉴定。对矮秆d8227和dwarf-12穗上、穗位、穗下茎秆细胞进行观察和统计分析,dwarf-12穗位、穗下横切细胞面积显著增加于d8227,说明dwarf-12穗位、穗下茎粗较粗;d8227穗位、穗下纵切细胞面积显著增加于dwarf-12,表明d8227穗位、穗下纵切细胞伸长导致茎节长度增加;对矮秆材料d8227和dwarf-12进行激素敏感性处理,d8227外施赤霉素株高有响应,其余两种激素处理后株高几乎无明显变化,dwarf-12外施三种激素株高均无明显变化,表明矮秆d8227赤霉素合成途径可能受到阻碍,d8227和dwarf-12对激素处理出现差异,可能是由于遗传背景不同导致,还需要后续进一步的深入研究。3、矮秆基因遗传分析和基因初定位。选取不同遗传背景的4个玉米自交系进行遗传交配试验,结果表明所有杂交F1株高均显著高于双亲,经χ~2检验,F2、回交群体中株高分离比率基本符合3:1和1:1,因此判断d8227矮秆基因由隐性单基因控制;以d8227和玉米自交系ZNC442构建F2群体为基因定位群体,运用群体分离分析（BSA）法,通过子代作差的SNP/In Del频率曼哈顿分布图,表明将矮秆基因初步定位于1号染色体190MB-215MB,有25Mb的区间,在该定位区间有已发现的矮秆材料br2、br1、dm676、125d、123d,经过等位性鉴定,初步判断d8227和br2、123d可能不为等位基因,由于表型差异较大,dm676和125d和d8227是否为等位基因还需要进一步图位克隆,更加深入的研究。
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