1、玉米生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段對(duì)低溫十分敏感，該階段低溫會(huì)發(fā)生延遲型冷害，如出現(xiàn)出苗率降低、苗矮、根系發(fā)育遲緩、葉片面積減少、光合效率下降等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成大面積死亡，極大地影響玉米種植區(qū)域和生產(chǎn)潛力。本實(shí)驗(yàn)在大田和室內(nèi)兩種環(huán)境條件下利用冷敏感親本“K932”和耐冷親本“美C”構(gòu)建的F2∶3群體研究萌發(fā)期和苗期耐冷遺傳基礎(chǔ)，并對(duì)這兩個(gè)時(shí)期遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行比較研究，試圖解析玉米在生長(zhǎng)發(fā)育早期階段耐冷遺傳機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在大田

2、和室內(nèi)兩種環(huán)境下用相對(duì)出芽率(RGR)、相對(duì)出苗率(RSR)、葉綠度(LGD)、葉片卷曲度程度(LRD)、地上部含水量(WCS)、根莖比(RRS)和可溶性糖含量(SSC)等耐冷指標(biāo)鑒定了F2∶3群體的耐冷性。在兩個(gè)時(shí)期耐冷親本美C耐冷性表現(xiàn)均優(yōu)于冷敏感親本K932，并且美C與K932之間SSC差異達(dá)到極顯著水平。同時(shí)，在所有性狀中F2∶3群體不同家系之間的變異幅度較大，并且均符合或接近正態(tài)分布。萌發(fā)期階段相對(duì)出芽率(RGR)與相對(duì)出苗率

3、(RSR)呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)(r=0.39)。在苗期，LGD與LRD1、LRD與WCS之間相關(guān)性達(dá)到極顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.50、0.29。總體上看，萌發(fā)期與苗期耐冷性狀間相關(guān)程度不高，反映出二者的遺傳基礎(chǔ)可能不同。
　　2.利用152對(duì)雙親多態(tài)性SSR標(biāo)記構(gòu)建了分子連鎖圖譜。該連鎖圖譜覆蓋玉米10條染色體，10個(gè)連鎖群總遺傳距離達(dá)到1958.2cM，平均標(biāo)記間距12.88cM。兩個(gè)時(shí)期共檢測(cè)到14個(gè)控制玉米早期耐冷性QTLs，控

4、制萌發(fā)期和苗期QTL數(shù)目分別為5個(gè)和12個(gè)，這些位點(diǎn)分布在第1、2、3、7、8、10染色體上，且單個(gè)QTL能解釋的表型變異在5.75％到25.29％之間。兩個(gè)時(shí)期共同定位到3個(gè)QTL位點(diǎn)，umc1774-phi265454、umc1495-umc1717和umc1983-bnlg1022,其中區(qū)間umc1774-phi265454多次定位到且貢獻(xiàn)率較高，說(shuō)明可能存在某些主效基因在兩個(gè)時(shí)期耐冷過(guò)程均起到重要作用，并且加密標(biāo)記后定位結(jié)果也驗(yàn)

5、證了這一結(jié)論;然而，還有大多數(shù)位點(diǎn)只分別控制萌發(fā)期（2個(gè)）和苗期（9個(gè)）耐冷性，這一結(jié)果反映了這兩個(gè)階段的遺傳機(jī)制的存在不同。從QTL的作用方式進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)QTL(11/14)均表現(xiàn)部分顯性或超顯性效應(yīng)，表明雜種優(yōu)勢(shì)在玉米早期耐冷占據(jù)著重要的地位。
　　3.利用前期苗期耐冷性關(guān)聯(lián)分析顯著位點(diǎn)預(yù)測(cè)到的10個(gè)候選基因在兩個(gè)親本及其雜種中進(jìn)行了不同低溫處理時(shí)間下的表達(dá)量分析。研究發(fā)現(xiàn)，這些候選基因在冷脅迫環(huán)境下均受到不同程度的誘

6、導(dǎo)表達(dá)。大部分基因在冷敏感親本K932中沒(méi)有受到低溫誘導(dǎo)，而在雜種中大部分基因在冷脅迫處理后明顯上升表達(dá)，低溫也誘導(dǎo)了少數(shù)基因在耐冷親本中的上升表達(dá)，這一結(jié)果進(jìn)一步表明雜種優(yōu)勢(shì)的在玉米苗期耐冷中的重要作用。
　　總之，玉米的耐冷性是受多基因控制的數(shù)量性狀，早期不同生長(zhǎng)階段的遺傳基礎(chǔ)不同，但雜種優(yōu)勢(shì)在兩個(gè)階段耐冷中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，本研究獲得的與耐冷基因緊密連鎖的分子標(biāo)記可為后期精細(xì)定位和克隆主效耐冷QTL以及玉米耐冷分子標(biāo)記輔助