水稻光温敏核不育基因tms5与pms3的互作效应

tms5与pms3是水稻的光温敏核不育基因,其功能位点已经明确,然而它们在两系不育系中的效应尚不清楚。本研究针对tms5与pms3基因功能位点,分别设计了功能标记AS-TMS5和CAPS-PMS3。经鉴定发现,这2个功能标记能准确区分不育、可育性状对应的隐性纯合、杂合和显性纯合3种基因型。利用AS-TMS5和CAPS-PMS3对培矮64S/9311、广占63S/湘恢47和粤光S/宁恢108的F_2群体单株的基因型及育性的关系分析发现,tms5基因是广占63S和粤光S控制光温敏不育性状的主效基因,而pms3基因在培矮64S和粤光S中并不能独立起作用,还需要与其他基因共同调控。进一步分析粤光S/宁恢108的F_(2:3)群体基因型与育性的关系,发现在粤光S/宁恢108背景下,携带pms3基因的株系几乎都表现可育,而携带tms5基因的株系在较高气温条件下表现不育,但育性转换温度可能较高;而携带tms5与pms3基因的株系育性转换温度比仅携带tms5基因的株系低,这为聚合2个基因选育不育性状稳定的光温敏不育系提供了思路和方法。     

温敏核不育水稻柱头外露率的群体改良研究——Ⅰ.不同群体改良方法对柱头外露率的改良效果

用温敏核不育水稻N8S作工具,选用长江流域早籼品种怀早4号、香2B和早优1号做材料,在兼顾综合性状的基础上,对温敏核不育水稻柱头外露率进行群体改良研究.结果表明,不同群体改良方法对水稻柱头外露率的改良效果不同.二次随机多交的改良效果最好;一次随机多交后混合选择的效果次之;单纯混合选择的效果最差.柱头外露率、包颈率和闭颖率3个异交习性都较理想的单株的频率以2次随机多交群体最高;1次随机多交后的混合选择群体次之;单纯混合选择群体最低.     

水稻柱头性状的遗传研究进展

水稻柱头性状影响不育系繁殖与杂交稻制种产量。本文就柱头长、柱头外露率等性状的遗传研究进行了综述。研究表明柱头外露性是受细胞核控制的数量性状;柱头外露率的广义遗传力高,其基因的表达受水分胁迫的影响并存在基因间互作;花柱长,柱头长和柱头宽的广义遗传力均较高;通过选择高柱头外露率的保持系可选育出高异交率的不育系。     

YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的QTL定位

YM型小麦温敏雄性不育系的不育基因被定位在1Bs染色体片段上, 但已发现的相邻分子标记与该基因的遗传距离较大, 达10 cM以上。为寻找与该基因连锁更紧密的分子标记, 以YM型温敏雄性不育系ATM3314与恢复系中国春杂交的F₂代200株为作图群体, 从1Bs的22个SSR引物中筛选出5个在亲本和F₂代中分离的SSR引物, 构建了1个包含5个标记的1Bs局部遗传连锁图谱。结合F₂代个体的育性调查, 采用复合区间作图法在YM型温敏雄性不育系的1Bs染色体上检测到不育基因的1个主效QTLrfv1-1和1个微效QTLrfv1-2。rfv1-1位于SSR标记Xgwm18和Xwmc406之间, 与两标记的遗传距离分别为6.0 cM和4.6 cM, LOD值为8.80, 加性效应23.87, 显性效应10.44, 可解释表型变异的23.91%; rfv1-2位于Xwmc406和Xbarc8之间, 与两标记的遗传距离分别为4.0 cM和3.4 cM, LOD值为3.10, 加性效应17.59, 显性效应5.99, 可解释表型变异的7.78%。本研究初步定位了YM型小麦温敏雄性不育系1Bs染色体片段上不育基因的QTL, 为进一步准确定位该基因奠定了基础。     

水稻不育系抽穗包颈性状的遗传研究

为了探讨水稻不育系抽穗包颈性状的遗传基础,且为选育不包颈或包颈轻的不育系提供依据,本研究利用W9593S(抽穗包颈轻)与培矮64S(抽穗包颈重)2个光温敏核不育系杂交、回交构建遗传群体,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传体系的6世代联合分离分析方法,剖析了水稻不育系抽穗包颈性状的遗传模型,并与F2群体QTL定位结果进行比较分析。结果表明:经分离分析,穗粒外露度、包颈长均表现为B-1模型(2对加性-显性-上位性主基因模型);包颈度、顶1节间长和剑叶鞘长的最适模型分别为D-4(1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因遗传模型)、D-1(1对加性-显性主基因+加性-显性多基因遗传模型)和C-0模型(加性-显性-上位性多基因遗传模型)。对F2分离群体进行QTL定位,共检测到分别与穗粒外露度、包颈长、包颈度、顶1节间长和剑叶鞘长有关的25个QTL,分布于第1、第2、第4、第5、第6、第7和第12染色体上,表型贡献率变幅为2.85%~16.73%。其中位于第12染色体与SSR标记RM3331连锁的QTL以及位于第6染色体分别与SSR标记RM439和RM3765连锁的QTL均同时影响穗粒外露度、包颈长和包颈度3个性状,位于第4染色体分别与SSR标记RM255和RM3687连锁的QTL同时影响顶1节间长和剑叶鞘长2个性状,这5个QTL位点可能是调控不育系抽穗包颈性状的重要位点。QTL定位结果与6世代分离分析结果在某种程度上具有相似性,又不完全一致,可能与这两种方法依据的遗传群体不同以及数量性状受环境影响较大有关。     

玉米果穗露顶主基因+多基因遗传模型及遗传效应

为了培育果穗不露顶玉米品种,以长露顶玉米自交系WZ06X97和不露顶玉米自交系WZ098杂交获得的6个世代(P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和F_2)株系为材料,运用植物数量性状主基因+多基因遗传模型,对玉米果穗露顶进行遗传分析。结果显示,玉米果穗露顶的最适遗传模型是E-0,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因。2对主基因加性效应值均为4. 615,显性效应值分别是-0. 680和-0. 742,主基因遗传率在B_1、B_2和F_2中分别是60. 41%,81. 28%和83. 99%,多基因遗传率分别为16. 74%,5. 90%和5. 04%,环境方差占表型方差的比例分别为22. 85%,12. 82%和10. 97%;上述结果表明,玉米果穗露顶受环境影响较小,主要受2对主基因和多基因控制,F_2世代主基因遗传率较高,因此育种上可在早期世代对果穗露顶性状进行选择。     

温敏核不育水稻柱头外露率的群体改良研究

用温敏核不育水稻Ｎ８Ｓ作工具,选用长江流域早籼品种怀早４号、香２Ｂ和早优１号做材料,在兼顾综合性状的基础上,对温敏核不育水稻柱头外露率进行群体改良研究。结果表明,不同群体改良方法对水稻柱头外露率的改良效果不同。二次随机多交的改良效果最好;一次随机多交后混合选择的效果次之;单纯混合选择的效果最差。柱头外露率、包颈率和闭颖率３个异交习性都较理想的单株的频率以２次随机多交群体最高;１次随机多交后的混合选     

玉米叶绿素含量基因效应分析

为了研究控制玉米叶绿素含量的遗传规律,以叶绿素含量存在显著差异的2个普通玉米自交系组配的P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂、F₂ 6个世代为试验材料,运用主基因+多基因遗传模型分析方法,探明玉米叶绿素含量的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,F₁叶绿素含量杂种优势表现为正向离中亲优势,无超亲优势;玉米叶绿素含量的遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因共同控制,以主基因遗传为主,非加性效应大于加性效应;2对主基因与多基因的加性效应均为减效,显性效应均为增效,上位性效应累计为正向;BC₁、BC₂、F₂叶绿素含量主基因的遗传率分别为74.58%、78.62%、20.84%,多基因的遗传率分别2.84%、7.69%、68.11%。     

玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析

玉米粒长是培育优良玉米品种的重要选择性状。选取粒长性状表现差异显著的玉米自交系铁7922和E28,及其组建的6个世代群体P₁、F₁、P₂、B₁、B₂和F₂为材料,运用主-多基因混合模型遗传分析方法进行分析,研究玉米粒长的遗传规律。结果表明：粒长性状在F₁表现为超亲优势,符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传的E-1-0模型,主基因遗传率为41.22%~80.58%,多基因遗传率为17.68%~24.95%,环境因素决定粒长表型变异的19.42%~41.10%,控制玉米粒长性状的主基因效应高于多基因效应,并且主基因的加性累积效应明显,该性状在育种中可以通过世代累积进行选择。     

长药野生稻导入系柱头性状的QTL分析

水稻柱头性状影响不育系繁殖与制种产量。本研究利用长药野生稻导入系T821B和籼稻保持系G46B构建的F2群体,对柱头长(STL)、柱头宽(STB)、花柱长(SYL)、花柱和柱头总长(SSL)、柱头单外露率(PSES)、柱头双外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)进行QTL分析。共检测到控制柱头性状的22个QTLs,分布于第1、第2、第3、第6、第7、第9和12染色体上;其中,控制柱头总外露率和柱头双边外露率的两个主效QTL(qPES-9和qPDES-9)的LOD值分别为22.61和16.71,贡献分别为76.60%和40.82%,增效等位基因均来源T821B,具有分子标记辅助育种应用价值。     

陆地棉早熟性状多世代联合遗传分析

【目的】旨在探讨连续世代陆地棉早熟性状遗传规律。【方法】以陆地棉中751213和鲁棉研28为亲本,通过对P_1,P_2,F_1,F_2和F_(2:3)5个世代联合分析,研究株高、果枝始节、始节高度、花铃期、播种至开花和全生育期等早熟性状的遗传模型。【结果】株高和果枝始节的最佳模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合模型(D);播种至开花时间最佳模型为1对完全显性主基因+加性-显性多基因模型(D-3);全生育期最佳模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(E);花铃期和始节高度最佳模型均为1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型(D-4)。【结论】上述对陆地棉早熟性状的混合遗传模型分析结果,有助于阐明陆地棉早熟性状遗传规律。     

小麦光温敏雄性不育系BS210育性的主基因＋多基因混合遗传分析

应用植物数量性状“主基因+多基因混合遗传模型”方法，分析了光温敏核雄性不育系BS210，与两个恢复系（BY149和O201）配制的2个杂交组合的亲本P₁、P₂、F₁、F₂育性的遗传效应。结果表明，两个组合F₂的育性（结实率）次数分布均呈混合的正态分布，最适遗传模型均为E-1，即育性由两对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因共同控制。两对主基因的加性效应近似相等，在两个组合中分别为－10.626、－10.068和－14.659、－14.655，主基因遗传力分别为25%和40%。两个组合的多基因加性效应分别为－6.225和5.025，多基因遗传力分别为16.67%和13.33%。两个组合的主效基因表现类似，但多基因效应存在较大的差异。环境对育性的影响较大，二系杂交小麦组合的育性受遗传因素和环境因素的共同控制。     

色素万寿菊W217橙红色花色遗传性状研究

采用W217×W203组合的P1、P2、F1、B1、B2和F2共6个世代的花色色调值,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法进行遗传分析.结果表明,色素万寿菊橙红色花性状最优遗传模型为两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,以主基因遗传效应为主,多基因效应为辅.主基因加性效应、显性效应和上位性效应作用很大,主基因遗传力受环境影响较小.在F2群体中主基因遗传率为49.13％,多基因遗传率为48.25％；在B1群体中主基因遗传率为84.23％；在B2群体中主基因遗传率为74.41％,多基因遗传率为18.24％.     

甜瓜柄蔓夹角主基因+多基因遗传分析

柄蔓夹角是甜瓜株型重要性状之一,通过对甜瓜柄蔓夹角的遗传特性进行研究,以期为甜瓜株型改良育种提供理论基础。本研究以柄蔓夹角小的紧凑型甜瓜材料B103和柄蔓夹角大的疏散型甜瓜材料B297为亲本,构建四世代群体(P1、P2、F1和F2),应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,对甜瓜柄蔓夹角进行遗传分析。两年的研究结果显示,甜瓜柄蔓夹角性状表现为数量性状,不同年份柄蔓夹角的最适遗传模型均为E-1模型,即柄蔓夹角由两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制。2015年秋,F2分离世代主基因遗传率是72.28%,多基因遗传率是0;2016年春,F2分离世代主基因遗传率为52.06%,多基因遗传率为0。结果表明甜瓜柄蔓夹角的遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传模型(E-1),这一性状由主基因控制,同时受环境影响。     

Mapping of minor quantitative trait loci (QTLs) conferring fertility restoration of wild abortive cytoplasmic male sterility and QTLs conferring stigma exsertion in rice

Cytoplasmic male sterility (CMS) hybrid rice has made a great contribution to the increase of rice yield globally. To facilitate the development of high‐quality pairs of the wild abortive (WA) male sterile and maintainer lines, the genetic basis of fertility restoration of WA‐CMS and stigma exsertion was investigated in this study using a testcross population with the WA‐CMS background. Seed‐setting rate and stigma exsertion rate were used as the indicators of the two traits, respectively. Results showed that four minor QTL regions from 9311 were responsible for the variation of seed‐setting rate, while a few minor QTLs and epistatic QTL pairs influenced stigma exsertion rate. These results would be of great use in the development of high‐quality pairs of WA male sterile and maintainer lines in rice.     

一对等位基因互作控制的核雄性不育性

通过遗传工程能够产生由两个基因共同作用而形成的雄性不育。一个可以是能够导致雄性不育的基因,另一个可以是该雄性不育基因的活化基因,它们共同存在的时候表现雄性不育。利用位点特异性重组和转基因技术能够将这两个基因安排在植物同源染色体的相同位置上表达,成为等位基因,而获得分别只具有其中一个基因的两转基因系。它们之间杂交,F1中两个基因同时存在,F1产生雄性不育而成为不育系。常规品系与此F1不育系杂交,在杂种植株中,这两个基因不能同时存在,所有植株育性恢复。利用光温敏核不育性,化学杀雄和人工去雄可解决此不育系繁殖问题。该雄性不育性利用方式优越,育种简便易行,能够满足对最佳组合选育的要求,且能够定向培育目标杂交组合。     

棉花叶柄分化率主基因+多基因混合遗传分析

 以2个叶柄分化率性状稳定的棉花材料W10、W12为亲本,构建了两个5个世代联合群体(P₁、P₂、F₁、F₂、F_2:3), 采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对这2个群体(W10×TM-1, W12×CCRI12)的叶柄组织培养分化率进行多世代联合分析。结果表明,棉花叶柄组织培养分化率在2个群体中均表现为遗传受2对加性、显性、上位性主基因+加性、显性多基因(E-1模型)控制。2对主基因的加性效应均为正值,均使分化率提高。2个F₂群体显示的主基因遗传率分别为83.22%和74.68%,多基因遗传率分别为10.47%和16.78%。     

水稻长穗大粒特异种质的遗传分析

采取多亲本复交和定向选择的方法,本实验室育成了一个平均穗长达46cm、平均千粒重达70g的长穗大粒籼稻特异种质LPBG08。为研究该特异种质的遗传基础,我们以LPBG08与短穗小粒的三系杂交稻恢复系密阳46为亲本,构建了P1、F1、P2、F2和F2:3遗传群体,应用植物数量性状的主基因-多基因遗传模型,对主穗长、千粒重、谷粒长、谷粒宽和谷粒长宽比5个穗粒性状进行了多世代联合遗传分析。结果表明,5个性状均受一对主基因和多基因控制。其中主穗长、千粒重和谷粒长均呈一对加性主基因和加性-显性多基因遗传,谷粒宽和谷粒长宽比均呈一对加性-显性主基因和加性-显性-上位性多基因遗传。5个性状在F2代的主基因遗传率分别为9.15%、24.88%、34.47%、48.65%和34.47%,多基因遗传率分别为64.70%、72.65%、63.262%、47.30%和63.95%;在F2:3代的主基因遗传率分别为50.763%、27.51%、76.10%、69.23%和30.97%,多基因遗传率分别为44.01%、71.97%、23.69%、29.23%和82.517%。本研究结果为该特异种质在水稻育种的利用提供了有价值的信息。     

光敏、温敏核不育水稻核不育基因等位性及基因对数的研究

以光敏核不育系农垦58S及其衍生的光敏核不育系7001S、温敏核不育系W6154S、增矮64S，以及温敏核不育系安农S－1及其衍生的温敏核不育系810S、安湘S、香125S为材料进行相互杂交，在长日高温条件下观察F1的育性，根据其可育性和不育性确定核不育基因的等位性。结果表明：7001S、W6154S、培矮64S与核不育基因供体农垦58S之间有等位点的核不育基因；但温敏核不育系W6154S与培矮64S之间，不具等位点的温敏核不育基因。该结果说明光敏核不育系农垦58S至少存在一对光敏核不育基因和两对温敏核不育基因，而且各对温敏核不育基因可独立遗传，在夏季高温条件下其不育性得到充分表达。安农S－1与其衍生的不育系之间以及衍生的不育系与不育系之间都具有等位点的温敏核不育基因。农垦58S及衍生的核不育系与安农S－1及衍生的核不育系之间没有等位点的核不育基因。     

淡绿叶色标记水稻光温敏核不育系开花习性

以4个淡绿叶粳稻光温敏核不育系和正常叶色粳型不育系浙农大11S(ZAU11S)及籼型不育系培矮64S(PA64S)共6个不育系为材料，在杭州自然条件下观察了上述6个光温敏核不育系的开花习性。结果表明：(1)淡绿叶色不育系同对照正常叶色不育系的叶色差异显著，易于肉眼分离；(2)淡绿叶色不育系的开花天数、开花率、柱头外露率都低于正常叶色不育系，日开花率、颖花张开时间和张开角度易受环境条件影响，表现较大差异；(3)除TS1外，其他三个淡绿叶色不育系在不育期和可育期的开花高峰都位于午前9：00或10：00，表现较强的早花特性。