Quality Traits of Maize Kernels: A Review on Molecular Genetics

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

Abstract

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

CLC Number:

S210.3020

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.

Figures/Tables 3

References 51

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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]