热带和温带玉米光周期调控候选基因功能的初步验证及其分子标记开发

玉米作为重要的粮食和饲料作物在我国具有重要地位，但光周期敏感性却限制了热带亚热带玉米种质在温带地区的利用。Mackay利用温带和热带自交系构建的多个重组自交系进行精细定位，发现了与光周期相关的4个主效QTL区域。并通过与拟南芥、水稻、高粱等植物的光周期调控基因进行同源比对，在这4个区域内发现了11个同源基因。我们通过在不同日照长度条件下分析这11个候选基因的表达情况，可以初步验证这些候选基因与光周期调控的关系。同时将这些候选基因分别从热带和温带自交系中克隆测序并将其开发为基于PCR的分子标记，并结合SSR标记，在热带自交系CML166和温带自交系郑58 构建的F2、F2:3群体进行QTL定位，验证这些光周期候选基因功能分子标记的效用。光周期候选基因功能的验证和分子标记开发对利用热带种质改良农艺性状和选育优良自交系时光周期敏感性的去除及降低杂交种异地制种的局限性具有重要意义。

本研究以热带玉米自交系CML166和温带玉米自交系郑58为亲本配制F2、F2:3群体(252个株系)，将光周期候选基因点突变位点开发为基于PCR产物有或无的显性功能基因分子标记; 同时结合IP分子标记、SSR分子标记构建遗传连锁图谱，然后对吐丝期、抽雄期、散粉期等13个光周期性状进行QTL定位分析，在两种光周期环境下检测到共76个QTL位点，这些QTL位点主要集中分布在1、2、3、4、5、8、9、10号染色体上。主效QTL中，12个不一致，5个一致，与散粉期连锁的主效QTL ZMZCN8-primer49(Bin8.07-8.08)在两个试验地域分别解释表型变异6.05%和4.14%，与前人报道一致，说明光周期候选基因开发的分子标记可以用于玉米光周期遗传图谱构建和QTL分析。