爆裂玉米膨爆特性的联合连锁分析和全基因组关联分析

Popcorn (Zea mays L.) is a special kind of corn type being used to make popcorn flake, which is developed relatively late and faced intensive competition in China. The Popping characteristics is a complicated quantitative trait. Single linkage analysis or association analysis is difficult to obtain high mapping accuracy. Therefore, traditional marker assisted selection has not yet played a role in popcorn breeding. This study will use GBS-SNP markers, and popcorn F2:3 population and 600 inbred lines as research materials, to explore the mechanism of popcorn explosion characteristics. The establishment and optimization of the whole genome prediction technology for popcorn popping characteristics through this project will provide theoretical evidence for popcorn breeding.

爆裂玉米是用于生产食用玉米花的一种玉米类型，在我国，爆裂玉米的品种选育起步较晚，膨爆品质方面受到国外竞争压力较大。爆裂玉米膨爆特性属于复杂的数量性状，单独的连锁分析或关联分析难以获得较高的作图精度，因此，传统的分子标记辅助选择尚未在爆裂玉米膨爆特性育种中发挥作用。本研究拟采用GBS-SNP分子标记，以爆裂玉米F2：3群体为连锁分析群体，以600余份膨爆特性上存在广泛变异的自交系为关联分析群体，利用联合连锁-关联分析，结合表型鉴定技术，解析爆裂玉米膨爆特性的遗传基础。通过本研究建立和优化爆裂玉米膨爆特性全基因组预测技术流程，对加速爆裂玉米膨爆特性育种进程具有重要的实用价值和理论意义。

爆裂玉米是生产爆米花的原料，膨爆性状是爆裂玉米重要的品质性状。我国爆米花每年消费量位于世界第三位，但是我国爆裂玉米品种膨爆品质与美国品种具有较大差距。解析膨爆性状的遗传基础，开发分子标记用于分子育种对提高我国爆裂玉米品质育种水平具有重要的意义。本研究利用604份不同地域来源及不同类型玉米组成的关联分析群体，进行了四年多点环境下群体籽粒膨爆性状和其他性状的测量，通过全基因组关联分析鉴定到4个玉米籽粒膨爆特性相关的显著位点，分别位于1、2、4号染色体。在爆裂玉米自交系SPL01/SPL02构建的RIL群体中，连锁分析共检测到5个玉米籽粒膨爆特性相关的QTL，分别位于1、2、4、5号染色体上。其中4号染色体上的QTL与关联分析的显著位点位置重合。本研究为爆裂玉米育种提供了膨爆性状的分子标记，并且基于全基因组关联分析和连锁分析结果推测的候选基因为进一步解析玉米籽粒膨爆特性的分子机制奠定了基础。