鐘 源,趙小強(qiáng)

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070)

玉米(ZeamaysL.)是全球最為重要的糧食、飼料及經(jīng)濟(jì)能源作物之一，其生產(chǎn)安全對(duì)保障國(guó)家糧食增產(chǎn)、促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展及改善人民生活質(zhì)量有重要作用。干旱是最為重要的非生物逆境脅迫之一，其嚴(yán)重影響玉米的正常生長(zhǎng)發(fā)育，使玉米的生理生化代謝紊亂，并最終導(dǎo)致玉米籽粒品質(zhì)下降和嚴(yán)重減產(chǎn)[1-3]。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明[1,4-6]，干旱脅迫下玉米的株高、穗位高、穗位比、散粉-吐絲時(shí)間間隔(anthesis-silking interval, ASI)、雄穗分枝數(shù)及雌穗個(gè)數(shù)等農(nóng)藝性狀比產(chǎn)量(grain yield, GY)具有更高的遺傳力，這些農(nóng)藝性狀與玉米的抗旱性緊密相關(guān)，更適合作為玉米抗旱性鑒定的參考指標(biāo)。目前CIMMITY (Centro Internacional de Mejoramientode Maizy Trigo)[7]和新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院[8]等單位已選用上述抗旱相關(guān)農(nóng)藝性狀在田間篩選出了一系列玉米優(yōu)良抗旱種質(zhì)資源。此外，玉米的抗旱性是由少數(shù)主基因加多個(gè)微效基因或修飾基因共同調(diào)控，同時(shí)還顯著受環(huán)境及基因型與環(huán)境互作的影響，呈典型的數(shù)量性狀遺傳特征[9-11]。借助分子標(biāo)記技術(shù)挖掘玉米這些抗旱相關(guān)農(nóng)藝性狀的功能基因/數(shù)量性狀位點(diǎn) (quantitative trait locus, QTL)或緊密連鎖的分子標(biāo)記是進(jìn)行玉米抗旱分子標(biāo)記輔助選擇(marker-assisted selection, MAS)育種的基礎(chǔ)，是遺傳改良提高玉米抗旱性能的重要途徑。

近年來諸多學(xué)者已在多種水旱環(huán)境下對(duì)玉米的株高、穗位高、穗位比、ASI、雄穗分枝數(shù)及雌穗個(gè)數(shù)進(jìn)行了QTL定位。Zhao等[1]采用CIM (composite interval mapping)法以Langhuang×TS141和Chang7-2×TS141構(gòu)建了2套F2∶3群體在8種水旱環(huán)境下定位到了10個(gè)穗位比QTL，其主要位于玉米的第1、2、4、5、6、8和9號(hào)染色體上。吳建偉等[12]以A188×91黃15構(gòu)建了1套F2∶3群體在水分脅迫環(huán)境下檢測(cè)到了10個(gè)QTL與株高和穗位高相關(guān)，并在8號(hào)染色體上檢測(cè)到了1個(gè)同時(shí)調(diào)控株高和穗位高的主效QTL。趙小強(qiáng)等[13]以TS141為共同父本，廊黃和昌7-2分別為母本開發(fā)了2套F2群體，在玉米的株高、穗位高、穗位比、ASI及雄穗分枝數(shù)等性狀間分別檢測(cè)到了11、10、9、9和8個(gè)QTL，其中株高和穗位比均受基因的加性、部分顯性及顯性遺傳效應(yīng)控制，穗位高受基因的部分顯性、顯性及超顯性遺傳效應(yīng)控制，ASI受基因的顯性和超顯性遺傳效應(yīng)控制，雄穗分枝數(shù)受基因的加性、部分顯性及超顯性遺傳效應(yīng)控制。甚至，Zhao等[4]通過整合51種不同水旱環(huán)境下19套玉米F2、F2∶3、F3、RIL (recombinant inbred lines)及BC1S1(backcross-self cross population)群體中調(diào)控雄穗分枝數(shù)和雌穗個(gè)數(shù)的QTL信息，采用meta-QTL (mQTL)分析檢測(cè)到了20個(gè)mQTL，并挖掘到了34個(gè)調(diào)控玉米花序發(fā)育的候選基因。從這些研究不難看出，由于不同學(xué)者所采用試驗(yàn)群體的遺傳背景、大小、類型、檢測(cè)環(huán)境及QTL定位方法不同，導(dǎo)致所檢測(cè)到的與這些抗旱相關(guān)的農(nóng)藝性狀的QTL信息不僅在QTL數(shù)量與遺傳效應(yīng)方面，而且在對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性方面均存在較大差異，其反映出了玉米這些性狀遺傳基礎(chǔ)的復(fù)雜性，如若獲得廣泛認(rèn)可的結(jié)論尚需更深入的研究。

關(guān)聯(lián)分析也稱為連鎖不平衡作圖，它是利用分子標(biāo)記對(duì)供試群體候選基因進(jìn)行檢測(cè)或掃描，進(jìn)而獲得豐富的基因位點(diǎn)及其等位基因信息，并在大量群體材料中鑒定出與目標(biāo)性狀間存在正向貢獻(xiàn)的優(yōu)異等位基因的方法[14]。目前，Ducrocq等[15]在玉米、張娜等[16]在小麥(TriticumaestivumL.)、董俊杰等[17]在水稻(OryzasativaL.)及Sun等[18]在大麥(HordeumvulgareL.)等作物利用此方法對(duì)重要性狀基因進(jìn)行挖掘。本研究擬在不同水旱環(huán)境處理下田間鑒定187份供試玉米自交系的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)ASI及雌穗分枝數(shù)的變化，綜合評(píng)價(jià)其抗旱性強(qiáng)弱；采用SSR (simple sequence repeats)標(biāo)記技術(shù)和GLM (general linear model)關(guān)聯(lián)分析尋找不同水旱環(huán)境下與玉米這些性狀緊密連鎖的SSR標(biāo)記，以期為玉米抗旱MAS育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室收集及自育的187份玉米自交系為試材。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 玉米農(nóng)藝性狀田間鑒定 于2017年4月中旬至9月下旬在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃羊鎮(zhèn)麥類作物育種試驗(yàn)站(37.97°N, 102.63°E; 海拔1 508 m)進(jìn)行試驗(yàn)。玉米生育期4—9月試驗(yàn)地的氣象數(shù)據(jù)見圖1。試驗(yàn)參照Zhao等[5]和趙小強(qiáng)等[19]方法均設(shè)正常供水 (CK)及干旱脅迫處理(S)，其中CK處理為玉米全生育期內(nèi)只要降水不足時(shí)就及時(shí)供水，而S處理在玉米大喇叭口前期至花期結(jié)束不供水，其他生育時(shí)期每隔20 d供水1次。每一處理均采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，相應(yīng)供試材料為單行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，株距25 cm，行距40 cm。播前統(tǒng)一整地、施肥并采用平膜覆蓋試驗(yàn)地，其他管理同一般大田?；ê蟮?0 d每一處理相應(yīng)供試自交系中選擇長(zhǎng)勢(shì)整體一致的植株10株，參照Zhao等[4]及趙小強(qiáng)等[13]方法測(cè)定其株高(PH)、穗位高(EH)、雄穗分枝數(shù)(TBN)、ASI和雌穗個(gè)數(shù)(EN)，并計(jì)算穗位比(EHPH)，即：

EHPH=EH/PH

(1)

干旱脅迫環(huán)境下單個(gè)性狀的變化率(RC)[9]按以下公式計(jì)算， 即：

RC=(1-Ts/Tw)×100%

(2)

式中，Ts和Tw分別為干旱脅迫和正常供水環(huán)境下相應(yīng)性狀的測(cè)定值。相應(yīng)性狀的抗旱系數(shù)(DRC)[1]按以下公式計(jì)算，即：

DRC=Ts/Tw

(3)

以每一性狀的DRC作為抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用

模糊隸屬函數(shù)法對(duì)抗旱性綜合評(píng)價(jià)，即：

Uij=(DRCij-DRCjmin)/(DRCjmax-DRCjmin)

(4)

或Uij=1-(DRCij-DRCjmin)/(DRCjmax-DRCjmin)

(5)

式中，Uij為第i個(gè)材料第j個(gè)指標(biāo)的抗旱性隸屬值，DRCij為第i個(gè)材料第j個(gè)指標(biāo)的抗旱系數(shù)，DRCjmax為所有材料中第j個(gè)指標(biāo)抗旱系數(shù)的最大值，DRCjmin為所有材料中第j個(gè)指標(biāo)抗旱系數(shù)的最小值。若所測(cè)性狀與自交系的抗旱性正相關(guān)，用(4)式計(jì)算隸屬值，反之則用(5)式。累加各指標(biāo)的隸屬值并計(jì)算均值后進(jìn)行比較，均值越大則自交系的抗旱性越強(qiáng)。采用統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS 19.0對(duì)不同水分處理下的所有性狀進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、聯(lián)合方差分析及Pearson相關(guān)分析。參照Knapp等[21]的方法估算相應(yīng)性狀的廣義遺傳力(H2)，即

H2=VG/(VG+VGE/n+Ve/nr)×100%

(6)

式中，VG為基因型方差，VGE為基因型與環(huán)境互作方差，Ve為誤差，n為環(huán)境個(gè)數(shù)，取值2，r為重復(fù)數(shù)，取值10。

1.2.2 SSR標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析 參照趙小強(qiáng)[20]方法提取187份供試自交系幼苗的全基因組DNA，用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA質(zhì)量，紫外分光光度計(jì)檢測(cè)DNA濃度并稀釋至50 ng·μL-1，-20℃低溫保存?zhèn)湓囼?yàn)所需。從MaizeGDB (Maize Genome Database)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站(http://www.maizegdb.org/)中選取均勻分布于玉米10個(gè)連鎖群且多態(tài)性較好的SSR標(biāo)記145個(gè)，參照趙小強(qiáng)[20]方法進(jìn)行PCR擴(kuò)增、聚丙烯酰胺凝膠電泳及銀染。采用Structure 2.3.1 (http://pritch.bsd.uchicago.edu/structure.html)軟件進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，估計(jì)最佳群體組群數(shù)K(K設(shè)為1～10)，將MCMC (markov chain monte carlo)開始的不作數(shù)迭代參數(shù)定為10 000次，再將不作數(shù)迭代后的burn-in period設(shè)為100 000次，number of iterations設(shè)為8，計(jì)算Q參數(shù)，將其作為協(xié)變量。采用Tassel 2.1 (https://sourceforge.net/projects/tassel/files/latest/download)軟件的GLM進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。GLM分析中，以不同玉米自交系的對(duì)應(yīng)Q值作為協(xié)變量，將SSR標(biāo)記與不同水旱處理下的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)間進(jìn)行回歸分析，檢測(cè)與其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，并計(jì)算解釋率。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)玉米自交系6個(gè)農(nóng)藝性狀的影響

187份玉米自交系的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)均在基因型間差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)，不同處理下其變異系數(shù)介于7.31%～62.16%(表1和圖2)。說明不同玉米自交系的這6個(gè)農(nóng)藝性狀間差異顯著，其在這些農(nóng)藝性狀方面存在豐富的遺傳變異。187份玉米自交系的6個(gè)農(nóng)藝性狀在水分環(huán)境間也在P<0.05或P<0.01水平達(dá)到了差異顯著，干旱脅迫下187份玉米自交系除ASI顯著增大外，其余5個(gè)性狀均明顯降低，且干旱脅迫下這些自交系的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)及雌穗個(gè)數(shù)分別下降了4.68%、4.63%、10.87%、11.96%、11.91%，而其ASI升高了72.73%(表1和圖2)。表明玉米的這6個(gè)農(nóng)藝性狀明顯受水分環(huán)境的影響，其可作為玉米抗旱性評(píng)價(jià)的重要參考指標(biāo)。187份玉米自交系的這6個(gè)性狀還在基因型與水分環(huán)境互作間差異顯著或極顯著。說明玉米這6個(gè)農(nóng)藝性狀的大小還明顯受其本身的遺傳基因型與水分環(huán)境互作的影響。此外，不同水分環(huán)境下187份玉米自交系的這6個(gè)農(nóng)藝性狀的偏度和峰度基本介于-1.0～1.0之間，呈典型的數(shù)量遺傳特性，且這些性狀的廣義遺傳力均較大，介于60.57%～86.03%(表1和圖2)。

表1 不同水旱環(huán)境下供試玉米自交系的6個(gè)農(nóng)藝性狀的表型鑒定

2.2 玉米自交系6個(gè)農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析

由表2可知，187份玉米自交系的株高與穗位高、ASI、雌穗個(gè)數(shù)均在P<0.01或P<0.05水平下顯著正相關(guān)，與穗位比、雄穗分枝數(shù)間極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān)；穗位高與穗位比、ASI、雌穗個(gè)數(shù)間呈極顯著或顯著正相關(guān)，與雄穗分枝數(shù)間呈顯著負(fù)相關(guān)；穗位比與雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)間均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)；雄穗分枝數(shù)與ASI間極顯著負(fù)相關(guān)，與雌穗個(gè)數(shù)間顯著正相關(guān)；ASI與雌穗個(gè)數(shù)間極顯著正相關(guān)。說明玉米的這6個(gè)農(nóng)藝性狀間彼此相互關(guān)聯(lián)，其相互作用共同構(gòu)成不同玉米自交系間的差異。

表2 供試玉米自交系6個(gè)農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析

2.3 玉米自交系群體的遺傳結(jié)構(gòu)分析

利用Structure 2.3.1軟件對(duì)供試玉米自交系進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)和模型聚類分析。結(jié)果表明，當(dāng)K=1～10時(shí)，ΔK在K=5時(shí)出現(xiàn)明顯峰值(圖3)，因此可以判定187份玉米自交系可劃分為5大類群。5大類群的遺傳固定指數(shù)大于0.05。說明這5大類群均能獨(dú)立成群。對(duì)照代表性自交系可知，這5大類群分別為L(zhǎng)RC(紅色)、TSPT(綠色)、Lan(粉色)、P(黃色)及Reid (藍(lán)色)類群等(圖3)。

2.4 玉米自交系抗旱性綜合評(píng)價(jià)

進(jìn)一步采用187份玉米自交系株高、穗位高、穗位比、ASI、雄穗分枝數(shù)及雌穗個(gè)數(shù)等6個(gè)農(nóng)藝性狀的抗旱系數(shù)作為不同玉米自交系抗旱性強(qiáng)弱評(píng)價(jià)指標(biāo)，并采用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)這些供試玉米自交系的抗旱性強(qiáng)弱。結(jié)果表明，根據(jù)隸屬值的大小將187份玉米自交系劃分為強(qiáng)抗旱自交系(隸屬值>0.66)、中等抗旱自交系(隸屬值介于0.34～0.65)及旱敏感自交系(隸屬值<0.34)，其分別為45、74和68份(表3)。

表3 供試玉米自交系抗旱性綜合評(píng)價(jià)

2.5 不同水旱環(huán)境下玉米6個(gè)農(nóng)藝性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析

采用一般線性模型(GLM)對(duì)145個(gè)SSR標(biāo)記位點(diǎn)與不同水旱環(huán)境下玉米的6個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明，總共檢測(cè)到了13個(gè)SSR標(biāo)記與不同水旱環(huán)境下玉米的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)在P<0.01水平顯著關(guān)聯(lián)，表型變異的貢獻(xiàn)率介于2.15%～17.13%，其主要位于第1、2、3、4、5、7、8及9號(hào)染色體上(表4)。除umc2025 (Bin 1.05)、nc133 (Bin 2.05)及umc1378 (Bin 7.00)與雌穗分枝數(shù)、mmc0041 (Bin 1.08)和umc2363 (Bin 2.02)與ASI、umc1662 (Bin 4.05)和umc1194 (Bin 8.02)與穗位高相關(guān)聯(lián)外，其余6個(gè)SSR標(biāo)記與3～5個(gè)農(nóng)藝性狀間同時(shí)相關(guān)(表4)。

表4 不同水旱環(huán)境下與玉米6個(gè)農(nóng)藝性狀的SSR標(biāo)記及其對(duì)表型變異的解釋率 (P<0.01)

3 討論與結(jié)論

本研究對(duì)不同水旱環(huán)境下187份玉米自交系的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)等進(jìn)行了比較分析發(fā)現(xiàn)，兩種水旱環(huán)境下所有供試玉米自交系的這6個(gè)農(nóng)藝性狀間差異較大，其變異系數(shù)介于7.31%～62.16%。說明本研究供試玉米自交系在這6個(gè)農(nóng)藝性狀間存在豐富的遺傳變異。本研究還表明，干旱脅迫環(huán)境下這些玉米自交系的ASI顯著增大，而其余5個(gè)性狀均顯著減小，干旱脅迫后這些性狀的變化程度依次為ASI (-72.73%)>雄穗分枝數(shù)(11.96%)>雌穗個(gè)數(shù)(11.91%)>穗位比(10.87%)>株高(4.68%)>穗位高(4.63%)，且這些性狀在不同水旱環(huán)境下的廣義遺傳力均高于60%。這與Zhao等[5]、Cai等[22]、Dong等[23]及Nikolic等[24]的研究相一致，表明干旱缺水會(huì)嚴(yán)重影響玉米植株的正常生長(zhǎng)及生殖器官的發(fā)育并最終導(dǎo)致玉米嚴(yán)重減產(chǎn)，因此玉米的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)等可作為玉米抗旱性鑒定的重要參考指標(biāo)，并可依據(jù)這些指標(biāo)對(duì)玉米的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。基于以上考慮，本研究還利用這6個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)一步計(jì)算了其抗旱系數(shù)作為相應(yīng)材料的抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，借助隸屬函數(shù)法對(duì)本研究187份自交系的抗旱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并在抗旱隸屬值在大于0.66時(shí)篩選出強(qiáng)抗旱自交系45份，這為玉米抗旱新品種培育提供了優(yōu)良的種質(zhì)材料。

關(guān)聯(lián)分析是利用分子標(biāo)記位點(diǎn)或基因間的LD關(guān)系來解析分子標(biāo)記與目標(biāo)群體表型性狀間的相關(guān)性，并最終鑒定出與表型變異緊密相關(guān)的基因位點(diǎn)[14]，因此利用此方法可對(duì)玉米有關(guān)重要數(shù)量遺傳性狀進(jìn)行有效QTL定位。本研究采用GLM模型對(duì)兩種水旱環(huán)境下187份玉米自交系的6個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，在株高(5個(gè))、穗位高(6個(gè))、穗位比(3個(gè))、雄穗分枝數(shù)(4個(gè))、ASI (5個(gè))及雌穗個(gè)數(shù)(4個(gè))間共檢測(cè)到了13個(gè)相關(guān)SSR位點(diǎn)，其主要位于第1、2、3、4、5、7、8及9號(hào)染色體上，且單個(gè)相關(guān)SSR位點(diǎn)的表型貢獻(xiàn)率為2.15%～17.13%。在這些找到的相關(guān)SSR位點(diǎn)中，大約85.19%的相關(guān)SSR位點(diǎn)可在干旱脅迫環(huán)境下被檢測(cè)到。因此，干旱環(huán)境下檢測(cè)到的與玉米這6個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的SSR位點(diǎn)為今后玉米抗旱分子遺傳機(jī)理的解析及抗旱MAS育種奠定基礎(chǔ)。此外，Tuberosa等[25]認(rèn)為由于不同性狀間存在共同的遺傳機(jī)制，因此“一因多效”或是控制不同性狀的基因普遍呈緊密連鎖的現(xiàn)象，同樣我們?cè)诒狙芯恐幸矙z測(cè)到了6個(gè)SSR標(biāo)記(bnlg149、phi053、umc1621a、umc1155、umc1072及umc1120)同時(shí)與多個(gè)玉米農(nóng)藝性狀相關(guān)，且這與本研究中6個(gè)農(nóng)藝性狀間的Pearson相關(guān)分析的結(jié)果高度一致，即單個(gè)農(nóng)藝性狀與其余2～5個(gè)性狀間呈顯著或極顯著正/負(fù)相關(guān)。說明玉米染色體的這些SSR位點(diǎn)是共同調(diào)控玉米6個(gè)農(nóng)藝性狀的重要區(qū)域，其附近可能存在一些重要調(diào)控基因。

其中，位于Bin 1.01處的bnlg149同時(shí)與兩種水旱環(huán)境下的穗位高、雌穗個(gè)數(shù)、正常供水環(huán)境下的株高及干旱環(huán)境下的穗位比間同時(shí)連鎖，解釋的表型變異為2.41%～9.07%。玉米的bnlg149-umc1292區(qū)間，Zhao等[5]采用mQTL分析在多種水旱環(huán)境下檢測(cè)到了1個(gè)同時(shí)調(diào)控株高、穗位高及穗長(zhǎng)的mQTL1-1，并在該mQTL區(qū)間內(nèi)預(yù)測(cè)到了SYP121 (syntaxin of plants 121)、MYB31及SPIRAL1等候選基因，且Eisenach等[26]研究指出SYP121調(diào)控?cái)M南芥(Arabidopsis)細(xì)胞膜上K+通道的轉(zhuǎn)運(yùn)及氣孔的開閉。Agarwal等[27]研究表明MYB31是參與玉米抗旱性應(yīng)答的重要轉(zhuǎn)錄因子之一。Wang等[28]報(bào)道SPIRAL1在擬南芥耐鹽等抗逆性方面扮演重要角色。phi053 (Bin 3.05)位點(diǎn)處同時(shí)與兩種水旱環(huán)境下的株高、穗位高、穗位比、ASI及正常供水環(huán)境下的雌穗個(gè)數(shù)間同時(shí)相關(guān)，表型貢獻(xiàn)率為2.15%～6.22%。Guo等[29]以5003×P138構(gòu)建了1套R(shí)ILs群體，并采用CIM法在phi053位點(diǎn)附近檢測(cè)到了多個(gè)干旱脅迫環(huán)境下的株高QTL，解釋的表型變異為1.68%～1.97%，還找到了1個(gè)QTL位點(diǎn)與正常供水環(huán)境下的ASI相關(guān)，其表型貢獻(xiàn)率為3.02%。吳建偉等[30]利用A188×91黃15發(fā)展了1套F2∶3群體，還在Bin 3.04附近的phi265454位點(diǎn)處檢測(cè)到了1個(gè)主效QTL調(diào)控了兩年正常供水處理下的玉米株高，其表型貢獻(xiàn)率分別為7.3%和27.0%，且受基因的部分顯性及顯性遺傳效應(yīng)的調(diào)控。劉忠祥等[31]發(fā)展了1套高代回交重組自交系在玉米的Bin 3.04～3.05/ Bin 3.05～3.06處的bnlg602-SSR5/SSR4-umc2266識(shí)別到了1個(gè)調(diào)控玉米株高的主效QTL，并進(jìn)一步精細(xì)定位將該主效QTL定位到了C42-P17之間的20 Mb內(nèi)，且該主效QTL是GA (gibberellin)途徑之外的新基因。umc1621a (Bin 4.06)位點(diǎn)處同時(shí)與兩種水旱環(huán)境下的雄穗分枝數(shù)和雌穗個(gè)數(shù)及干旱脅迫環(huán)境下的ASI間緊密連鎖，解釋的表型變異為3.62%～4.02%。Zhao等[4]以Langhuang×TS141構(gòu)建了1套F2:3群體同樣在bnlg1621a-umc2027區(qū)間檢測(cè)到了1個(gè)與多種水旱環(huán)境調(diào)控玉米雌穗個(gè)數(shù)的QTL，能夠解釋4.73%～19.96%的表型變異，且受基因的加性和部分顯性遺傳效應(yīng)調(diào)控。甚至，Zhao等[4]進(jìn)一步通過整合51種水旱環(huán)境下構(gòu)建的19套定位群體也在Bin 4.06處的bnlg1621a-bnlg1784區(qū)間的9.2 Mb內(nèi)檢測(cè)到了1個(gè)同時(shí)調(diào)控玉米雄穗分枝數(shù)和雌穗個(gè)數(shù)的mQTL4-2，并在該mQTL區(qū)間挖掘到了ZAG3和LOXs等候選基因。Wu等[32]研究發(fā)現(xiàn)ZAG3是一種MADS-box基因，其調(diào)控玉米花序分生組織和籽粒脂肪原基的發(fā)育。Roychowdury等[33]報(bào)道水稻中抑制LOXs基因表達(dá)可顯著提高其稻米的品質(zhì)。標(biāo)記umc1072 (Bin 5.07)同時(shí)與2種水旱環(huán)境下的株高、雄穗分枝數(shù)及ASI間顯著關(guān)聯(lián)，其解釋了2.68%～15.79%的表型變異。Wei等[34]以Zong3×Xu178開展了1套SSSLs (single segment substitution lines)群體在Bin 5.06～5.08的umc1680-bnlg118區(qū)間檢測(cè)到了1個(gè)調(diào)控玉米株高的主效QTL，其受基因超顯性遺傳效應(yīng)的調(diào)控。表明Bin1.01、Bin 3.05、Bin 4.06及Bin 5.07等附近是調(diào)控玉米株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝數(shù)、ASI及雌穗個(gè)數(shù)的重要“一因多效”或富集位點(diǎn)，且這些區(qū)域存在一些重要調(diào)控基因，為不同水分環(huán)境下玉米這些農(nóng)藝性狀的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)揮重要的積極效應(yīng)。另外，本研究還檢測(cè)到了2個(gè)新的SSR位點(diǎn)與不同供水環(huán)境下的玉米農(nóng)藝性狀顯著關(guān)聯(lián)，分別是位于位點(diǎn)umc1155 (Bin 5.05)處同時(shí)與正常供水環(huán)境下的株高和穗位高相關(guān)聯(lián)，可解釋4.11%～13.25%的表型貢獻(xiàn)，及位于umc1120(Bin 9.04)位點(diǎn)同時(shí)與2種水旱環(huán)境下的株高、穗位高及穗位比間顯著連鎖，解釋的表型變異為3.10%～4.73%，這2個(gè)顯著連鎖的SSR可為不同水旱環(huán)境下調(diào)控玉米植株生長(zhǎng)發(fā)育的QTL/基因挖掘提供新信息。