甜玉米果皮厚度主基因_多基因遗传效应分析

Ｂ２、Ｆ２ 群体的主基因遗传率分别为５９．６５％，５５．１７％和６５．２４％，多基 因 遗 传 率 分 别 为 ３７．８４％，４１．４０％ 和 ３２．６５％，
主 基因的加性效应值为－２７．１８６ ４，多基因的加性效应值为０．２８９ ５，显性效应值为５．７４２ ３。【结论】甜玉米果皮厚度
以 主 基 因 遗 传 为 主 ，育 种 中 既 要 重 视 利 用 主 基 因 ，也 要 考 虑 多 基 因 对 性 状 的 影 响 。
DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2013.07.013
第 ４１ 卷 第 ７ 期 ２０１３ 年 ７ 月
西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄ．）
网 络 出 版 时 间 ：２０１３－０６－２０ １６：２２ 网 络 出 版 地 址 ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１３９０．Ｓ．２０１３０６２０．１６２２．０３２．ｈｔｍｌ
１ 材料与方法
１．１ 供 试 材 料 与 田 间 试 验 试验采用仲恺农业工程学院特用玉米课题组选
育的２个果皮厚度差异显著的自交系 Ｔ４和 Ｔ１９，其 中 Ｔ４是超甜玉米与普 通 硬 粒 玉 米 转 育 的 稳 定 自 交 系，果皮较 厚，为 （２１６．６±４．２）μｍ；Ｔ１９ 是 从 海 南 引 进 的 超 甜 玉 米 品 种 中 选 育 的 自 交 系 ，果 皮 较 薄 ，为 （１６２．７±３．１）μｍ。
【方法】以果皮厚度有显著差异的甜玉米自交系 Ｔ４ 和 Ｔ１９ 为亲本配制杂交组合，用主基因＋多基因混合遗传模型及
Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１、Ｂ１、Ｂ２和 Ｆ２共 ６个世代联合分析的方法，对甜玉 米 果 皮 厚 度 性 状 进 行 分 析 。【结 果】果 皮 厚 度 的 最 适 遗 传
模型为 Ｄ－２，即１ 对加性主基因＋加性－显性多基因混合遗 传；主 基 因 遗 传 率 大 于 相 应 分 离 世 代 的 多 基 因 遗 传 率 ，Ｂ１、
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｔｈｅ ａｉｍ ｗａｓ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｔｏ ｉｍ－ ｐｒｏｖｅ ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ （ＭＡＳ）．【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｃｒｏｓｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｗｏ ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ ｉｎｂｒｅｄ （Ｔ４ａｎｄ Ｔ１９）ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ．Ａ ｊｏｉｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｘ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ（Ｐ１，Ｐ２，Ｆ１，Ｂ１，Ｂ２ ａｎｄ Ｆ２）ｆｒｏｍ ａ ｃｒｏｓｓ ｏｆ Ｔ１９×Ｔ４ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ ｍｉｘｅｄ ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔｓ．【Ｒｅｓｕｌｔ】Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｗａｓ Ｄ－２（ｏｎｅ ｍａｊｏｒ－ｇｅｎｅ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｐｏｌｙｇｅｎｅ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｔｉｖｅ－ｄｏｍｉｎａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）．Ｔｈｅ ｈｅｒｉｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅ－ ｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅ ｈｅｒｉｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｂ１，Ｂ２，ａｎｄ Ｆ２ ｗｅｒｅ ５９．６５％，５５．１７％， ａｎｄ ６５．２４％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｈｅｒｉｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ３７．８４％，４１．４０％，ａｎｄ ３２．６５％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ －２７．１８６ ４，ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ ０．２８９ ５， ａｎｄ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ ５．７４２ ３．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｉｎ ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ ｔｏ ｂｏｔｈ ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ
＊ ［收稿日期］ ２０１２－１０－１１ ［基 金 项 目 ］ 国 家 农 业 部 公 益 性 行 业 专 项 （２０１３０３００８）；广 东 省 科 技 计 划 项 目 （２０１０Ｂ０２０３０２０１０，２０１２Ｂ０２０３０１００６） ［作 者 简 介 ］ 刘 鹏 飞 （１９８２－ ），男 ，甘 肃 会 宁 人 ，讲 师 ，主 要 从 事 玉 米 遗 传 育 种 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｐｆ２００４ｂｕｉｌｄｉｔ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ ［通 信 作 者 ］ 王 晓 明 （１９５６－ ），男 ，甘 肃 甘 谷 人 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，主 要 从 事 玉 米 遗 传 育 种 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｘｍ１７２４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
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西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ｗｈｅｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ；ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ；ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅ ａｎｄ ｐｏｌｙｇｅｎｅ；ｇｅｎｅ ｅｆｆｅｃｔ
ຫໍສະໝຸດ Baidu
第 ４１ 卷
甜玉米因其具有独特的营养价值和特有的风味 而被誉为“果 蔬 型 玉 米”，倍 受 消 费 者 青 睐 。 ［１］ 甜 玉 米品质包括甜度、柔嫩度、香味、风 味 等 指 标 。 ［１－２］ 随 着人 们 生 活 水 平 的 提 高 及 甜 玉 米 产 业 的 发 展，人 们 对甜 玉 米 品 质 的 要 求 越 来 越 高，与 世 界 先 进 水 平 相 比，果 皮 偏 厚 一 直 是 我 国 甜 玉 米 品 质 差 的 主 要 原 因 和育种的瓶 颈 。 ［３］ 近 年 来 的 生 产 实 践 表 明，许 多 甜 玉米 品 种 甜、香，但 吃 起 来 皮 较 厚、渣 多、口 感 较 差 。 ［４］ 玉米果皮是由子房壁形成的果皮 和 珠 被 形 成 的 种 皮 复 合 而 成 ，受 母 本 的 影 响 较 大 ，是 籽 粒 的 保 护 层 。 ［５］ 玉米果皮厚度一般为４０～２５０μｍ，果 皮 细 胞 的层数 为 ２～１８ 层，每 层 细 胞 厚 度 约 为 １８μｍ［６］。 Ｇｅｏｒｇｉｅｖ［７］曾分析 了 １９４ 个 玉 米 杂 交 种，果 皮 厚 度 ４８～１２２μｍ；分 析 了 ７９ 个 玉 米 自 交 系，果 皮 厚 度 ４２～１２４μｍ，果皮厚薄 有 很 大 差 异。 果 皮 柔 嫩 度 是 指果 皮 因 咀 嚼 而 破 碎 的 能 力，是 影 响 玉 米 食 味 品 质 和加工 品 质 的 主 要 因 素 之 一，与 果 皮 厚 度 相 关 密 切［８－９］。Ｔｒａｃｙ和 Ｓｃｈｍｉｄｔ［１０］研 究 认 为，甜 玉 米 籽 粒 果皮 厚 度 是 决 定 其 口 感 品 质 最 重 要 的 因 子 之 一，籽 粒的 柔 嫩 度 是 由 籽 粒 种 皮 的 厚 度 所 决 定 的，且 柔 嫩 度和籽 粒 种 皮 厚 度 呈 负 相 关。Ｂａｉｌｅｙ 等 研 ［１１］ 究 认 为 ，糯 玉 米 柔 嫩 度 、籽 粒 种 皮 厚 度 是 严 重 影 响 鲜 食 口 感的首要因素。 由 此 可 见，果 皮 厚 度 对 评 价 鲜 食 甜 玉米适口性十分重要 。 ［１２］ 因 此，甜 玉 米 果 皮 厚 度 遗 传模 型 及 效 应 的 分 析，对 甜 玉 米 品 质 的 遗 传 改 良 具 有重要意义。
［关 键 词 ］ 甜 玉 米 ；果 皮 厚 度 ；主 基 因 ＋ 多 基 因 ；遗 传 效 应
［中 图 分 类 号 ］ Ｓ５１３．０３２
［文 献 标 志 码 ］ Ａ
［文 章 编 号 ］ １６７１－９３８７（２０１３）０７－００４３－０６
Ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｐｏｌｙｇｅｎｅｓ ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｆｏｒ ｐｅｒｉｃａｒｐ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｗｅｅｔ ｃｏｒｎ
Ｖｏｌ．４１ Ｎｏ．７ Ｊｕｌ．２０１３
甜玉米果皮厚度主基因＋多基因遗传效应分析＊?
刘 鹏 飞ａ，ｂ，蒋 锋ａ，ｂ，乐 素 菊ｂ，张 姿 丽ａ，ｂ， 陈 青 春ａ，ｂ，张 媛ｂ，王 晓 明ａ，ｂ
（仲恺农业工程学院 ａ 农学院，ｂ作物研究所，广东 广州 ５１０２２５）
［摘 要］ 【目的】研究甜玉米果 皮 厚 度 的 遗 传 模 式，为 甜 玉 米 品 质 改 良 和 分 子 标 记 辅 助 选 择 提 供 理 论 依 据。
ＬＩＵ Ｐｅｎｇ－ｆｅｉ ａ，ｂ，ＪＩＡＮＧ Ｆｅｎｇａ，ｂ，ＹＵＥ Ｓｕ－ｊｕｂ，ＺＨＡＮＧ Ｚｉ－ｌｉ ａ，ｂ， ＣＨＥＮ Ｑｉｎｇ－ｃｈｕｎａ，ｂ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎｂ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｍｉｎｇａ，ｂ
（ａＣｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，ｂ Ｃｒｏｐ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｏｎｇｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０２２５，Ｃｈｉｎａ）
在 果 穗 中 部 用 镊 子 剥 取 １０ 粒 籽 粒 ，再 用 镊 子 和 手术 刀 片 剖 取 籽 粒 顶 部 果 皮，然 后 用 手 术 刀 片 将 果 皮切 成 很 薄 的 切 片，利 用 数 显 外 径 千 分 尺 测 量 果 皮 厚度。将千分尺 的 ２ 个 测 量 面 擦 干 净，校 零。 然 后 将千分尺手柄反向旋转到测量面的间隙大于被测物 （目视），将被测物水平放置在千分尺的静测量 面，接 着 转 动 千 分 尺 手 柄 ，听 到 千 分 尺 手 柄 打 滑 的 声 音 时 ， 停止转动并读取千分尺读数。取平均值作为每株果 皮厚度的测定值。 １．３ 数 据 处 理
目前，关于甜玉米果皮厚度的遗传效应及 ＱＴＬ 定位的研究 已 有 报 道。 薄 果 皮 及 厚 果 皮 杂 交 Ｆ１ 代 的果 皮 都 偏 薄，表 明 薄 果 皮 对 厚 果 皮 具 有 部 分 显 性 效应 。 ［１３］ Ｗａｎｇ等 利 ［１４］ 用 分 子 标 记 分 析 控 制 玉 米 果皮厚度性状基因数（ＱＴＬ），发 现 在 第 １，２，６ 染 色 体上的３ 个基因与玉米果皮厚薄有关。而对于甜玉 米果皮厚度的主基因＋多基因遗传模型研究尚未见 报道。本研究利 用 主 基 因 ＋ 多 基 因 遗 传 模 型，研 究 了甜 玉 米 的 重 要 品 质 性 状 果 皮 厚 度 的 遗 传 模 式，旨 在为 甜 玉 米 的 品 质 改 良 及 分 子 标 记 辅 助 选 择 （ＭＡＳ）提 供 理 论 依 据 。
２０１０－０９ 在 仲 恺 农 业 工 程 学 院 钟 村 教 学 农 场 ，利 用果皮厚度差异显著的 ２ 个 超 甜 玉 米 自 交 系 Ｔ４ 和 Ｔ１９，配 置 杂 交 组 合 获 得 Ｆ１ 杂 交 种。２０１１ 年 ３ 月 初，种植 Ｆ１，自 交 获 得 Ｆ２，同 时 将 ２ 个 亲 本 与 Ｆ１ 回 交获 得 Ｂ１、Ｂ２ 群 体。２０１１－０９ 种 植 ２ 个 亲 本 Ｐ１ （Ｔ１９）和 Ｐ２（Ｔ４）、Ｆ１、Ｆ２、Ｂ１、Ｂ２ 共 ６ 个 世 代。 行 距 ６０ｃｍ，株 距 ３０ｃｍ，行 长５ ｍ，四 周 设 置 保 护 行 ，于 鲜 穗采收期测定每株玉米的果皮厚度。田间栽培及管 理略高于大田生产。 １．２ 果 皮 厚 度 的 测 定