玉米是重要的糧食作物和飼料作物，在國民經濟中占有非常重要的地位，而玉米產量的提高是玉米育種者和生產者追求的永恒目標[1]。研究表明玉米籽粒相關性狀如粒質量、粒長和粒寬等是構成產量的主要因素，這些籽粒相關性狀與產量具有高度的相關性。因此，從分子水平上解析籽粒粒質量、粒長和粒寬的遺傳基礎，對于有效開展籽粒相關性狀的分子育種進而提高玉米產量具有重要意義。
籽粒粒質量、粒長和粒寬等性狀均為多基因控制的數量性狀，國內外研究者對籽粒相關性狀進行了大量的 QTL（Quantitative trait loci）定位分析，對其內在遺傳機制研究也在逐漸深入。這些籽粒相關性狀研究中QTL 定位的數目和位置存在差異，不同的定位結果也反映了玉米籽粒相關性狀遺傳調控的復雜性。<此，在不同的遺傳背景下，發掘更多新的或穩定的控制玉米籽粒性狀相關的 QTL，有利于進一步解析籽粒性狀的遺傳機制。為此，以玉米籽粒相關性狀存在顯著差異的玉米自交系鄭 58 和 D863F 為親本，構建包含 241 個家系的 RIL 群體，利用 SSR 分子標記對 2 a 不同環境下玉米籽粒百粒質量、粒長和粒寬進行 QTL 定位，檢測穩定表達的 QTL，為玉米籽粒相關主效 QTL 的精細定位與候選基因分離及產量分子育種提供理論依據。
試驗材料
供試材料為玉米籽粒性狀存在顯著差異的自交系鄭 58（來自河南省農業科學院糧食作物研究所，是我國推廣面積最大的玉米雜交種鄭單 958 的母本）和D863F（來自中國農業科學院作物科學研究所種質資源庫）及含有 241 個家系的 RIL 群體。其中，RIL 群體是以鄭 58 和 D863F 為親本，從 F2后采用單粒傳法連續自交至F7所得。
田間試驗設計
田間試驗于 2018 年夏季在河南省西平縣試驗基地（113°36'E、33°10'N）、2019 年夏季在河南省原陽縣河南省農業科學院現代農業科技試驗示范基地（113°96'E、35°05'N）進行。供試材料種植行長2 m，行距0.6 m，株距0.25 m，正常田間管理。
籽粒性狀調查
玉米成熟期每行從第 3 株開始收取 3 個均勻一致的果穗，自然風干后進行脫粒，利用萬深 SC-G 自動種子考種儀對親本和群體進行室內考種，考種性狀包括百粒質量、粒長和粒寬。對親本及每個株系取其所有單株的平均值為該親本或株系的性狀值，并 計 算 廣 義 遺 傳 力 (h2)。 h2= σ2g/(σ2g+ σ2gy/n +σ2e/nr)，其中，σ2g表示基因型方差，σ2gy表示基因型與環境互作方差，σ2e表示誤差項方差，n 和 r 分別代表環境數和重復次數。數據統計分析采用 SPSS 21.0進行。
籽粒相關性狀QTL定位
河南省農業科學院郝俊杰課題組前期已經對親本鄭 58 和 D863F 進行多態性 SSR 標記篩選，共鑒定出有差異性的標記 215個（數據未發表）。本研究用這 215 對引物進行 PCR 擴增。PCR 反應體系為10 μL，其 中 ，DNA 模 板 2.0 μL，上 、下 游 引 物 各0.4 μL，Mix 5.0 μL，ddH2O 2.8 μL。擴增程序：95 ℃預變性 5 min；95 ℃變性 60 s，60 ℃退火 50 s，72 ℃延伸 50 s，35 個循環 ；72 ℃延伸 5 min。PCR 產物在ABI 3500XL 基因分析儀中進行電泳和分析。
結論
百粒質量、粒長和粒寬是玉米產量主要構成因素。本研究結果表明，玉米籽粒的百粒質量、粒長和粒寬性狀存在較大變異，2 a不同環境下百粒質量與粒長、粒寬均呈極顯著正相關，表明粒寬和粒長是決定百粒質量的重要因素。
原文引用
王新濤, et al."玉米籽粒相關性狀的QTL定位." 河南農業科學 50.09(2021):9-15. doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.002.
