玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0965

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (24): 8-13.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0965

所属专题：生物技术；玉米

玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

王丽珊¹^,²(), 张建国², 于滔²(), 曹士亮², 杨耿斌², 李文跃², 王成波², 段雅娟¹, 欧英卓¹, 赵晴¹, 刘长华¹()

¹黑龙江大学现代农业与生态环境学院,哈尔滨 150080
²黑龙江省农业科学院玉米研究所,哈尔滨 150086

收稿日期:2021-10-12 修回日期:2022-02-05 出版日期:2022-08-25 发布日期:2022-08-22
通讯作者: 于滔,刘长华
作者简介:王丽珊,女,1997年出生,黑龙江人,在读硕士,从事玉米分子育种研究。通信地址：150080 哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学现代农业与生态环境学院,Tel：18846071723,E-mail： wanglishan971108@163.com。
基金资助:
黑龙江省“百千万”专项“抗逆耐密适宜机械化玉米种质资源材料创新和易机收玉米新品种培育”(2019ZX16B03-2);黑龙江省农业科学院“农业科技创新跨越工程”专项“高配合力、多抗、优质玉米育种素材创制与新品种选育”(HNK2019CX03)

Quality Traits of Maize Kernels: A Review on Molecular Genetics

WANG Lishan¹^,²(), ZHANG Jianguo², YU Tao²(), CAO Shiliang², YANG Gengbin², LI Wenyue², WANG Chengbo², DUAN Yajuan¹, OU Yingzhuo¹, ZHAO Qing¹, LIU Changhua¹()

¹College of Advanced Agriculture and Ecological Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080
²Maize Research Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086

Received:2021-10-12 Revised:2022-02-05 Online:2022-08-25 Published:2022-08-22
Contact: YU Tao,LIU Changhua

摘要/Abstract

摘要：

玉米是全球最主要的粮食作物之一,提高玉米籽粒品质是当今世界玉米育种领域高度关注的问题。因为传统常规育种方法具有育种时间长且转化率低等限制因素,所以解决这一问题最经济有效的方法就是利用分子标记进行辅助选择育种。为了给今后玉米品质性状的分子设计育种提供参考,本研究总结了国内外玉米籽粒品质性状的QTL定位、分子标记辅助改良和候选基因克隆及转基因技术应用的相关研究进展。指出玉米优质基因资源的利用还不够充分,现有分子标记技术在玉米育种中的应用还不够广泛,今后应改进育种方法和品质鉴定技术,以缩短玉米育种周期。

关键词: 玉米, 籽粒, 品质性状, QTL定位, 分子遗传

Abstract:

Maize is one of the most important grain crops in the world. Improving the kernel quality of maize is a highly concerned problem in the field of maize breeding worldwide. The traditional and conventional breeding methods have the limitations of long breeding time and low transformation rate, so the most economical and effective way to solve this problem is to use molecular marker assisted selection breeding. In order to provide reference for molecular design and breeding of maize quality traits in the future, this study summarized relevant research progress of QTL mapping, molecular marker assisted improvement, candidate gene cloning and transgenic technology application of maize kernel quality traits at home and abroad. Based on the review, the study points out that the utilization of high-quality gene resources in maize is not sufficient, and the application of existing molecular marker technology in maize breeding is not extensive enough. In the future, breeding methods and quality identification techniques should be improved to shorten the breeding cycle of maize.

Key words: maize, kernel, quality traits, QTL mapping, molecular genetics

中图分类号:

S210.3020

王丽珊, 张建国, 于滔, 曹士亮, 杨耿斌, 李文跃, 王成波, 段雅娟, 欧英卓, 赵晴, 刘长华. 玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(24): 8-13.

WANG Lishan, ZHANG Jianguo, YU Tao, CAO Shiliang, YANG Gengbin, LI Wenyue, WANG Chengbo, DUAN Yajuan, OU Yingzhuo, ZHAO Qing, LIU Changhua. Quality Traits of Maize Kernels: A Review on Molecular Genetics[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(24): 8-13.

图/表 3

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性状	试验材料	研究方法	QTL数量	环境	参考文献
蛋白质	IH0×ILO	IM	16	田间	[11]
	GY2220×8984、8622	CIM	4	田间	[12]
	黄C×178	IM	5	田间	[13]
	B73×By804	CIM	404	田间	[14]
淀粉	丹232×N04	CIM	18	田间	[15]
	LX00-6×E28	CIM	2	田间	[16]
	LH8012×13218008	CIM	13	田间	[17]
油分	IHP×ILP	CIM	25	田间	[18]
	IG-1×IG-2	CIM	13	田间	[19]
	B73×By804	CIM	58	室内	[20]
	许178×K12	CIM	3	田间	[21]
赖氨酸	201×698-3	IM	29	田间	[22]
赖氨酸	豫87-1×沈137	CIM	10	田间	[23]

性状	试验材料	研究方法	QTL数量	环境	参考文献
蛋白质	IH0×ILO	IM	16	田间	[11]
	GY2220×8984、8622	CIM	4	田间	[12]
	黄C×178	IM	5	田间	[13]
	B73×By804	CIM	404	田间	[14]
淀粉	丹232×N04	CIM	18	田间	[15]
	LX00-6×E28	CIM	2	田间	[16]
	LH8012×13218008	CIM	13	田间	[17]
油分	IHP×ILP	CIM	25	田间	[18]
	IG-1×IG-2	CIM	13	田间	[19]
	B73×By804	CIM	58	室内	[20]
	许178×K12	CIM	3	田间	[21]
赖氨酸	201×698-3	IM	29	田间	[22]
赖氨酸	豫87-1×沈137	CIM	10	田间	[23]

品质性状	SNPS位点数	最高表型贡献率/%	候选基因
蛋白质	11	85.76	GRMZM2G459432、GRMZM2G122284、GRMZM5G831408、GRMZM2G107588
油分	10	34.50	GRMZM2G131442、GRMZM2G431856、GRMZM2G098290、GRMZM2G063875、GRMZM2G366532、GRMZM5G885867
淀粉	9	38.13	GRMZM2G038898、GRMZM2G077744、GRMZM2G005269

品质性状	SNPS位点数	最高表型贡献率/%	候选基因
蛋白质	11	85.76	GRMZM2G459432、GRMZM2G122284、GRMZM5G831408、GRMZM2G107588
油分	10	34.50	GRMZM2G131442、GRMZM2G431856、GRMZM2G098290、GRMZM2G063875、GRMZM2G366532、GRMZM5G885867
淀粉	9	38.13	GRMZM2G038898、GRMZM2G077744、GRMZM2G005269

品质性状	试验方法	外源基因	试验结果	参考文献
淀粉	花粉管通道法	Sbe	直链淀粉含量增加约50%	[46]
淀粉	基因工程	SbeI和SbeIIb	直链淀粉含量增加37.8%~43.7%	[47]
赖氨酸	基因枪法	SB401	赖氨酸含量增加16%	[48]
微量元素	基因枪法	SoyFer1	钙、镁、铁含量显著提高	[51]

玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

Quality Traits of Maize Kernels: A Review on Molecular Genetics

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