玉米与大刍草穗行数等位基因的精细定位及候选基因分析

穗行数不仅是玉米与近缘野生大刍草穗部显著差异的关键性状，而且是玉米产量的主要构成因子。上世纪20年代以来，众多学者对玉米穗行数性状进行了研究，受研究手段和研究材料的限制，迄今尚未对控制玉米穗行数的基因进行精细定位、克隆，更少涉及对玉米穗行数性状的分子遗传机理和起源进化研究。项目申请人充分总结了前人研究，在进行了4行玉米与大刍草穗行数等位性状鉴定、穗行数的六个世代数量遗传分析和F2分离群体QTL初步定位等前期实验的基础上，提出以自然界中最低穗行数玉米-4行玉米作为研究控制穗行数基因的突破口，采用4行玉米自交系与玉米基因组测序自交系B73构建的重组自交系和单片段导入系作为精细定位群体，结合玉米基因组测序数据开发、整合SSR、长度多态、SNP等分子标记，应用图位克隆的策略分离候选穗行数基因并对候选基因进行分析，为进一步研究玉米穗行数的分子遗传基础及穗行数的起源进化打下坚实基础。

穗行数是玉米产量的主要构成因子。关于玉米穗行数的研究已有大量报道，由于受亲本材料、定位群体以及技术条件的限制，虽获得较多与穗行数相关的QTL位点，但所得结果差异较大，缺乏一致性和可重复性。课题组采用自然界中穗行数最低的4行玉米作为研究穗行数性状的突破口，完成了4行玉米材料的亲缘关系分析、穗行数性状的六个世代数量遗传分析、F2和RIL群体构建及三年四点QTL定位、基因组重测序及高密度分子标记开发、构建了三个主效QTL位点的BC4F2精细定位群体，并完成一个主效QTL的精细定位，通过单片段代换系将候选基因定位于200kp的范围。