【摘 要】
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薏苡(Coix lacryma-jobi L.)属于禾本科,为玉米的近缘种,具有丰富的营养价值,不仅是传统的药食同源植物,又可作为一种新型饲用作物。目前市场对于薏苡的需求量日益增大,但其产量却很低,供不应求。抽穗期、株高和分蘖是当前影响薏苡产量和品质的主要限制因素,因此对这些农艺性状的研究,有助于优质高产薏苡新品种的选育。本研究以大黑山薏苡(DHS,野生驯化种)和兴仁小白壳薏苡(XBK,栽培种)的
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薏苡(Coix lacryma-jobi L.)属于禾本科,为玉米的近缘种,具有丰富的营养价值,不仅是传统的药食同源植物,又可作为一种新型饲用作物。目前市场对于薏苡的需求量日益增大,但其产量却很低,供不应求。抽穗期、株高和分蘖是当前影响薏苡产量和品质的主要限制因素,因此对这些农艺性状的研究,有助于优质高产薏苡新品种的选育。本研究以大黑山薏苡(DHS,野生驯化种)和兴仁小白壳薏苡(XBK,栽培种)的F2群体为材料,在连续两年的大田环境下,调查了抽穗期、株高和分蘖数的表型数据,并将基于遗传连锁图谱的传统QTL定位法和基于高通量测序的QTL-seq分析相结合,对上述3个产量相关农艺性状进行了QTL定位,并预测候选基因。主要研究结果如下:1、F2群体的抽穗期、株高和分蘖数均在一定范围内连续变化,接近单峰或双峰正态分布,表现出典型的数量性状遗传特点。性状间的相关性分析表明,株高与抽穗期、分蘖数极显著相关(P<0.01),相关系数分别为0.420和0.428;但抽穗期与分蘖数不相关。2、QTL-mapping中,共检测到17个QTLs,包括抽穗期7个,分布于1、3、8号和10号伪染色体,可解释1.95%-8.22%的表型变异;株高4个,分布于1、5、8和10号伪染色体,可解释3.24%-10.57%的表型变异;分蘖数6个,分布于1、3、4、8和10号伪染色体,可解释1.27%-30.72%的表型变异。在两种环境中均定位到抽穗期位点q HD-10和分蘖数位点q TN-10。q HD-1-4和q TN-1,q HD-10、q PH-10和q HD-8、q PH-8和q TN-8都分别位于相同的两标记之间。3、QTL-seq分析共得到7个候选区间,其中抽穗期2个,分别位于1号和10号伪染色体39.50-47.48Mb和0-6.06Mb,含有237个和175个基因;株高2个,分别位于1号和10号伪染色体38.94-51.17Mb和0-1.37Mb,含有330个和35个基因;分蘖数3个,分别位于2号伪染色体8.50-12.71Mb,有240个基因,以及9号伪染色体77.05-77.23Mb和77.45-81.15Mb,含有2个和31个基因。4、整合QTL-mapping和QTL-seq数据,得到一个抽穗期相关的重叠区,位于1号伪染色体39.50-47.48Mb。将上述薏苡抽穗期相关重叠区域内包含的237个基因分别与高粱和玉米的基因进行共线性比对,发现玉米花期基因glk45(Zm EHD1)与薏苡1号伪染色体45,942,849-45,945,814bp位置上的EVM0023765存在共线性,EVM0023765可能是薏苡抽穗期的候选基因。
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