【正文】 ers were used to construct linkage map of target region on chromosome 10 (bin ). Two QTLs related to COV (colur of leaf vein) were further located in the interval IDP7852IIDP8526 and S44bnlg1028. One QTL related to COA (colur of leaf auricle) was fuether mapped in the intervalS44bnlg1028. No QTL related to ACK (anthocyanin content of kernel) was detected. In order to fine mapping the major gene AC10,enoughpolymorphic marker is crucial. 8. Epistasis analysis of AC6 and AC10 Double segment substitution line (DSSL) of AC6 and AC10 was used to analyze additive, dominant and epistatic effects of the two major QTLs. The additive effect and dominant effect of AC6 was relatively greater than AC10,but the epistatic effects of AC6 and AC10played a major role in anthocyanin content of maize kernel. Key words: maize (zea mays L)。 QTL preliminary map。 Edwards et al., 1987。這種方法的缺陷眾所周知，即只有 QTL 的位置 與標(biāo)記完全重合而且同一個染色體區(qū)段 最 多 存在一個 QTL 的情況下才能準(zhǔn)確定位 (Wang, 20xx)。 Martinez and Curnow,1992）。 Broman and Speed, 1999），使得連鎖的 QTL 的貢獻(xiàn)率直接相加，其值 有可能 超過 100%的現(xiàn)象。 20xx），該法是真正意義上的多 QTL遺傳模型，同時包含多個 QTL及其兩兩互作。 Sillanp and Corander, 20xx。 Zhang and Xu, 20xx。 QTL 定位方法最新進(jìn)展 QTL 動態(tài)定位 傳統(tǒng)的 QTL定位方法都是針對作物生長過程中某一個時間點(diǎn)的觀測值，作為表型值，對目標(biāo)性狀進(jìn)行 靜態(tài) QTL定位，反映 QTL的累積效應(yīng) (蔣鋒等 , 20xx)。 Zhang, 20xx） ：一是將不同時間測定的表型值或者表型增值視為同一性狀的重復(fù)測定值，然后在重復(fù)框架下分別對各次測定的表型值依次進(jìn)行分析，即用常規(guī) QTL定位方法分析不同時期的表型 ，找出不 同 發(fā)育時期可 能存在的基因；二是將不同時間點(diǎn)測定的觀測值視為不同性狀，由多變量方法分析該性狀，此方法優(yōu)于第一種方法，但是如果觀測點(diǎn)太多，變量位數(shù)和參數(shù)個數(shù)都會增加，因此該方法只適用于時間點(diǎn)數(shù)少的情形；三是將時間點(diǎn)于表型值對應(yīng)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，然后由多變量方法分析該模型，表型數(shù)據(jù)量減少，而且模型參數(shù)一般具有生物學(xué)意義，對性狀發(fā)育的遺傳學(xué)基礎(chǔ)能研究得更為透徹，不足之處在于對模型參數(shù)的估計(jì)往往會存在誤差。 Gibson and Weir, 20xx）。 精細(xì)定位 QTL的初步定位只能將 QTL定位到一個染色體區(qū)段，通常為 1030cM的標(biāo)記區(qū)間（ Kearsey and Farquhar, 1998），這么大的區(qū)間范圍很難確定 QTL 的具體位置以及該區(qū)間內(nèi)包含的是一個QTL 還是幾個 QTL 共同作用，無法確定控制某性狀的基因。為了克服關(guān)聯(lián)分析假陽性較高的缺點(diǎn)， Pritchard 結(jié)合群體結(jié)構(gòu)估計(jì)與關(guān)聯(lián)分析提出了新方法（ Pritchard and Rosenberg, 1999）， Yu 等人也提出了混合模型方法（ Yu et al, 20xx）。 Xiong and Guo, 1997）、選擇表型、輪回選擇與回交系（ Wright, 1952。其中高代回交系為沒有進(jìn)行選擇的輪回選擇與回交系，在作物精細(xì)定位中最為常用。 一次雜交和多次回交，構(gòu)建時間長，工作量大。 QIRs 首先利用小群體采用初級定位方法完成 QTL定位，然后利用大群體進(jìn)行精細(xì)定位。 ILs 通過連續(xù)回交和自交并結(jié)合標(biāo)記輔助選擇獲得的與輪回親本只有一個或極少數(shù)供體親本等位基因差異的導(dǎo)入片段群體。 遺傳背景一致，精細(xì)定位效果好，并檢測上位性效應(yīng)。 構(gòu)建時間較長，工作量大。遺傳圖譜是指使用 DNA 多態(tài)性標(biāo)記通過 計(jì)算連鎖的遺傳標(biāo) 記 之間的重組頻率，確定他們的相對距離，一般用厘摩 (cM，即每次減數(shù)分裂的重組頻率為 1%)來表示。 田清震等 , 20xx)。正因?yàn)榇罅恐貜?fù)序列的存在使得玉米基因組學(xué)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于水稻和擬南芥，目前玉米基因組學(xué)的研究大多還停留在結(jié)構(gòu)基因組學(xué)階段（田清震等 , 20xx。 Messing et al., 20xx） 。 玉米、高粱 和甘蔗同屬于禾本科植物中的 Panidoideae亞科，研究者先后對玉米于高粱和甘蔗的遺傳圖譜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)玉米和高粱、甘蔗間均存在高度的共線性 。 功能基因組。由于玉米基因組中大量重復(fù)序列的存在，高粱和甘蔗的共線性區(qū)段在玉米上都有兩個或者更多的區(qū)段與之對應(yīng)。 比較基因組學(xué) 比較基因組學(xué)是在結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究基礎(chǔ)上，對不同物種同源基因在基因組水平上進(jìn)行比較分析，深入揭示基因功能和分子機(jī)制，闡明不同物種的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和進(jìn)化關(guān)系。 Martienssen et al., 20xx。此外，玉米基因組中含有大量的轉(zhuǎn)座子，大部分序列 由 幾種反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)行高度重復(fù)構(gòu)成 (Benzen, 1996)。 岳思軍等 , 20xx） ?，F(xiàn)代基因組學(xué)得研究已經(jīng)形成兩大分支，一個是以全基因組測序?yàn)樽罱K目標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué) (Structural genomics)，另一個是以基因的功能驗(yàn)證為目標(biāo)的功能基因組學(xué)（ Functional genomics），事實(shí)上，隨著結(jié)構(gòu)基因組學(xué)得發(fā)展，另外一個領(lǐng)域也迅速發(fā)展起來，即比較基因組學(xué) (Comparative genomics)。 CSSLs 采用多個供體親本對受體親本進(jìn)行連續(xù)回交，建立的一套覆蓋全基因組的、相互重疊的染色體片段代換系。 構(gòu)建較困難，而且受導(dǎo)入片段大小的限制。 群體容易構(gòu)建，而且可精細(xì)定位道 1cM的范圍內(nèi)。 精細(xì)定位準(zhǔn)確性高。（根據(jù)與初級定位群體的關(guān)系，次級群體可以分為兩類，一類是由初級定位群體衍生而來，比如近等基因系（ Near Isogenic Lines, NILs） ,殘留異質(zhì)系（ Residual Heterozygous Lines, RHLs）和 QTL等基因系（ QTL Isogenic Rebinants, QIRs）；另一類是與初級定位沒有關(guān)系的代換系群 體，如導(dǎo)入系（ Introgressive Lines, ILs），單片段代換系 (Single Segment Substitution Lines, SSSLs) 和染色體片段代換系 (Chromosome Segment Substitute Lines, CSSLs)，不同的次級群體的構(gòu)建過程和特點(diǎn)各不相同 (蔣洪蔚等，20xx)，如下表： 表 Table establishment and characterization of diffenrent secondary population 群體Population 構(gòu)建過程及特點(diǎn) Establishment and characterizationof population 優(yōu)點(diǎn) Advantage 缺點(diǎn) Disadvantage NILs 輪回親本對非輪回親本連續(xù)回交并保留目標(biāo)性狀差異。 Luo et al., 20xx。 第二，可以通過增加 重組機(jī)會提高 QTL定位的精度。目前來說， QTL 精細(xì)定位主要可以從以下三個方面著手： 第一，統(tǒng)計(jì)方法的合理利用和新的統(tǒng)計(jì)方法的開發(fā)可以挖掘更多潛在的信息。 eQTL 定位是近年來國際上新的研究熱點(diǎn)，并在酵母、玉米等中運(yùn)用（ Brew et al., 20xx。 eQTL 定位 表達(dá)譜是比較兩個或多個處理 間表達(dá)譜的差異，檢測與處理有關(guān)的基因。動態(tài) QTL定位可以檢測不同發(fā)育時期各個 QTL的作用和有關(guān) QTL在植物發(fā)育過程中的表達(dá)情況，動態(tài) QTL定位一般有三種方法（ Yang et al., 20xx。這些方法都有一定的缺陷，多區(qū)間作圖法最大的不足是只能檢測主效 QTL間的互作，效應(yīng)較小西南大學(xué)博士學(xué)位論文 2 的 QTL會出現(xiàn)漏檢的情況；可逆跳躍 MCMC法主要是檢測速度太慢；壓縮估計(jì)法搜索速度較快，但是運(yùn)算時間較長；懲罰最大似然法搜索和運(yùn)算速度有了很大的提高 ，但是隨著標(biāo)記密度的增大，其參數(shù)估計(jì)存在一定得困難。 Sillanpaa and Arjas, 1999）和壓縮估計(jì)法（ Xu, 20xx。極大似然法包括多區(qū)間作圖法和懲罰最大似然法（ Zhang and Xu, 20xx）， Bayesian法包括可逆跳躍 MCMC (Markov chain Monte Carlo)法（ Green, 1995。為此，誕生了多區(qū)間作圖法（ Kao and Zeng, 1997。區(qū)間作圖法最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在全基因組水平上找到 QTL 并估計(jì)其位置和效應(yīng)，但是如果在同一染色體的相鄰區(qū)間存在多個連鎖的QTL，則 QTL 的位置和效應(yīng)的估計(jì)會存在偏差。隨著大量高密度分子連鎖圖譜的獲得，從整個基因組定位數(shù)量性狀多基因成為可能，由此而產(chǎn)生了區(qū)間作圖法（ Lander and Botstein, 1989），從而建立了 QTL 定位的基本框架。 Tanksley et al., 1982。 epistatic effect analyze 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 第一 章 文獻(xiàn)綜述 數(shù)量性狀基因座 （ QTL）定位 QTL 主要作圖方法 最初對數(shù)量性狀的研究是基于單標(biāo)記分析，對性狀平均數(shù)進(jìn)行方差分析、 t 測驗(yàn)、回歸分析和最大似然估計(jì)（ Soller et al., 1976。 iron (Fe) concentration。 AC10 單獨(dú)存在時對增大玉米籽粒中的花色苷含量沒有顯著作用。籽?；ㄉ蘸繘]有檢測到 QTL，可見第 10 染色體上的基因不能單獨(dú)控制玉米籽粒花色苷的含量。測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該基因的堿基序列未發(fā)生任何變化。 玉米籽粒中的花色苷含量主效基因 AC6 的 精細(xì)定位 及候選基因預(yù)測 在 MuSBC4F2 和 MoSBC4F2 中，分別用 6 對和 7 對多態(tài)性 SSR 標(biāo)記構(gòu)建了目標(biāo) QTL區(qū)段的遺傳連鎖圖譜，結(jié)合籽粒中的花色苷含量，對第 6 染色體上控制玉米籽粒花色苷含量的主效 QTL（命名為 AC6）進(jìn)行了驗(yàn)證，兩個群體中分別將其進(jìn)一步定位到了標(biāo)記區(qū)間umc1857umc1014 和 umc1979umc1014。 玉米籽粒和穗軸中 Fe、 Zn 含量的 QTL 定位 摘要 III 共檢測到 32 個與籽粒和穗軸中 Fe、 Zn 含量相關(guān)的 QTL，重慶和云南兩個環(huán)境中分別檢測到 17 個和 15 個。 玉米花色苷含量相關(guān)性狀的 QTL 定位 兩個群體分別檢測到 65 個和 73 個與花色苷含量相關(guān)的 QTL，分布在除了第 5 染色體外的 9 條玉米染色體上。礦質(zhì)元素相關(guān)性狀彼此之間存在一定的相關(guān)性，籽粒中的 Fe 和籽粒中的 Zn 以及穗軸中的 Fe 和穗軸中的 Zn 顯著正相關(guān)，籽粒中的 Fe 和穗軸中的 Fe 以及籽粒中的 Zn 和穗軸中的 Zn 不相關(guān)。兩個群體表型相關(guān)性分析結(jié)果高度一致，色素相關(guān)性狀彼此之間存在較大的正相關(guān)。 主要研究結(jié)果如下： 親本及雜交后代的 花色苷含量相關(guān)性狀的 表型 特征 共同父本 SDM 的 籽粒、穗軸、葉耳、葉脈、葉鞘、花藥、花藥護(hù)穎等七個部位的顏色均表現(xiàn)為紫色， Mo17 和木 6 表現(xiàn)為普通玉米常見的非紫色。認(rèn)識花色苷合成和礦質(zhì)元素平衡的遺傳規(guī)律，可以為我國玉米的功能性品質(zhì)在天然保健食品及在醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供新的參考和借鑒。隨著生活水平的不斷提 高和飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)整，人們對玉米的營養(yǎng)品質(zhì)要求越來越高。 學(xué)位論文作者： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解西南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤， 允許論文被查閱和借閱。s degree candidate: Supervisor: Prof. : Major: Direction: Chongqings Degree of Southwest University QTL analysis of anthocyaninrelated traits and Fe and Zn concentrationassociated trait