优质蛋白玉米灰斑病抗性QTL分子定位研究

本研究针对我国优质蛋白玉米（QPM）育种及生产中存在的主要问题，利用云南省独特生态资源和丰富种质资源，针对云南QPM的主要病害灰斑病，进行抗灰斑病QPM种质的鉴定、筛选；利用高代回交群体BC3对灰斑病抗性QTL进行定位及遗传效应分析；通过与高代回交群体QTL定位分析结果比较验证，探索利用单倍体诱导系快速构建双单倍体作图群体进行QTL定位的技术体系，为分子标记辅助抗灰斑病QPM育种奠定基础。

玉米是我国和云南省的第一大粮食作物，对保障粮食安全和促进畜牧业发展具有重要意义。灰斑病是一种世界性玉米病害，在我国和云南省玉米生产中大面积发生，造成玉米严重减产。由于缺乏抗灰斑病玉米种质和灰斑病抗性遗传及其分子基础的系统研究，抗灰斑病玉米品种较少、选育效率较低，灰斑病已成为我国玉米产业发展的主要限制因素之一。本项目针对这一问题，利用云南省独特的生态资源和丰富的种质资源，开展抗灰斑病玉米种质的鉴定筛选；利用高抗和高感灰斑病玉米种质构建灰斑病连锁群体，通过对连锁群体后代设置重复试验进行灰斑病鉴定，开展灰斑病抗性QTL位点及其效应研究。通过本项目的实施，取得了如下主要进展：1）从墨西哥和美国共引进308份热带、亚热带和温带玉米种质，通过在云南保山、芒市等灰斑病高发区的田间自然鉴定，获得65份中抗灰斑病玉米种质；2）利用高抗灰斑病玉米自交系YML32和高感灰斑病玉米自交系掖478构建连锁群体，通过对206个F2植株的基因型鉴定及其F2:3家系2点2重复的灰斑病表型鉴定，采用复合区间作图法进行QTL分析，结果在保山检测到4个QTLs，在芒市检测到6个QTLs，其中第3、4染色体上的2个QTL在两个环境下均被检测到；基因作用方式以加性效应和部分显性效应为主，同时存在超显性效应。本项目的研究结果为下一步灰斑病主效抗性QTL的精细定位及分子标记辅助选育抗灰斑病玉米品种奠定了基础。