水稻极早抽穗期基因的鉴定和遗传分析

利用一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系文库对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W 23-03-08-9-1带有极早抽穗期基因,在山东和海南种植,抽穗期稳定且表现早抽穗。该代换系代换区间为PSM306-PSM305-PSM304-RM3894-RM3372-RM569-RM231-RM489-RM545-RM251-RM282,在第3染色体上,带有抽穗期基因qHD3-1。利用该代换系与受体华粳籼74杂交,得到F2代分离群体,对分离群体单株进行抽穗期鉴定,发现早抽穗单株数对晚抽穗单株数的分离比例符合3∶1,说明早抽穗基因为一个显性基因控制,且属于基本营养生长型的抽穗期基因。     

水稻单片段代换系抽穗期QTL鉴定及遗传分析

适宜的抽穗期是水稻（Oryza sativa）获得理想产量的前提。本研究利用带有晚抽穗基因的单片段代换系（SSSL）为供体,华粳籼74为受体亲本,发展F2次级分离群体。通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异,同时对代换片段上的抽穗期QTL进行鉴定。以P≤10-6为阈值鉴定出抽穗期QTL,此QTL位于水稻的第6染色体。调查记录F2次级分离群体单株抽穗期,并对统计结果进行卡方（χ2）测验。结果显示,F1代单株表现为早抽穗,F2代早抽穗和迟抽穗植株数符合3∶1的分离比,早抽穗表现为显性。     

水稻紫色叶鞘基因的遗传分析

紫色叶鞘是水稻重要的农艺性状。本研究利用带有紫色叶鞘的水稻染色体单片段代换系W23—07—6—02—14与受体亲本华粳籼74杂交,发展17：次级分离群体,对水稻紫叶鞘基因进行鉴定。该代换系的代换区间为RM190-RM204-RM225-RM217-RM253-RN50-RM402-RM539-RM136-PSM388-RM3-RM541-RMl62-RM275-RM340,在第6染色体上,叶色基因暂时被命名为PSH（t）。研究发现F1代单株表现为紫色,F2代单株紫色与绿色分离比例符合3：1,证明紫色是由一对显性基因控制的。本研究为叶色基因的精细定位和克隆奠定了基础。     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

水稻株高和产量相关性状的QTL定位

本试验以带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系与华粳籼74杂交得到的F2代次级分离群体为试验材料,利用与华粳籼74农艺性状差异极显著的单株进行重叠群作图分析,在W06-40-48-06-2-1代换片段上鉴定出了一个株高QTL、一个粒长宽比QTL和一个千粒重QTL。     

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL上位性互作分析

抽穗期是水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,它决定着水稻品种的地区和季节适应性。本试验利用以华粳籼74为受体亲本发展的带有抽穗期基因的15个单片段代换系为试验材料,通过两两杂交,筛选出15个不同亲本组合的双片段聚合系,结合分子标记辅助选择进行水稻抽穗期QTL鉴定,并研究QTL的聚合及其互作关系。     

水稻单片段代换系群体的构建

为构建研究水稻数量性状遗传机制的材料平台,同时对优良水稻品种华粳籼74进行进一步遗传改良,以华粳籼74为受体,以来源广泛的11个水稻品种为供体,通过高代回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,构建了水稻的一个单片段代换系群体。该群体由59个单片段代换系组成,每个单片段代换系只含有来自一个供体的一个染色体代换片段,而遗传背景与华粳籼74相同。这些单片段代换系的代换片段分布在除12号染色体之外的其他11条染色体上,59个代换片段的长度在0.4~58.5cM,大多数代换片段的长度为0.4~30cM。     

水稻抽穗期基因上位性互作分析

抽穗期是水稻最重要的农艺性状之一,决定着水稻生长的地域适应性和季节适应性。本试验利用具有相同遗传背景的华粳籼74的3个单片段代换系来研究水稻抽穗期。通过抽穗期鉴定,W23-03-08-9-1带有基因qHD3-1,W4-47-68-5-4-5与W12-28-58-03-19-2分别带有基因qHd6-1W12、qHd6-1W4。以分子标记辅助选择,单片段代换系W23-03-08-9-1分别与W4-47-68-5-4-5、W12-28-58-03-19-2聚合,筛选出纯和双基因聚合系,并分析qHD3-1与qHd6-1W12、qHd6-1W4间上位性互作。结果显示,来源于第3染色体的单片段代换系W23-03-08-9-1的基因qHD3-1对来源于第6染色体的代换片段W4-47-68-5-4-5与W12-28-58-03-19-2上的基因qHd6-1W12、qHd6-1W4显上位。     

水稻抽穗期QTL qHD8.3的遗传分析与初步定位

从普通野生稻/9311染色体片段代换系群体中筛选获得一个含有早抽穗QTL的代换系CSSL13。光温反应特性分析表明:CSSL13早抽穗的特性对光温表现不敏感。利用CSSL13和9311所衍生的BC5F2群体进行遗传分析,发现该群体中单株抽穗期呈明显的双峰分布,早抽穗和迟抽穗单株分离比符合3∶1的分离比,表明该早抽穗特性受一对显性主效基因控制。进一步利用BC5F2群体中76株极早抽穗的单株和52株极晚抽穗的单株将该q HD8.3定位在8号染色体分子标记M07和M13之间,物理距离约为1.6 Mb。     

利用染色体片段代换系定位水稻主效抽穗期QTL

从日本晴/明恢63染色体片段代换系中筛选到1个抽穗期分离家系BC3F2,调查该家系327个单株,发现单株抽穗期呈明显双峰分布,晚抽穗和早抽穗单株比例符合3∶1的分离比,表明抽穗期受1个主效QTL qHd-3控制.利用极端集团混合法筛选到标记RM416在2个DNA混合池中有多态性,单因子方差分析证明了标记RM416和qHd-3连锁.在引物RM416附近20 cM继续筛选多态性标记,对BC3F2群体进行基因型分析,构建局部连锁图.通过QTL分析,qHd-3被定位在IDL01-RM5995,与2个标记的遗传距离分别为5.3 cM 和1.5 cM,它可以解释表型变异的62.9%.在同一区间内还检测到控制每穗颖花数微效QTL qSpp-3和分蘖数微效QTL qTn-3.     

灌浆期亏缺灌溉对水稻产量形成的影响

【目的】探明抗旱性不同的单片段代换系（single segment substitution line,SSSL）水稻与其受体亲本在灌浆期亏缺灌溉条件下茎鞘非结构性碳水化合物的降解、运转及籽粒充实过程中相关酶活性的变化。【方法】以介入巴西陆稻IAPAR9抗性基因片段的单片段代换系W27-3-5-2-4-3-3-5-7和受体亲本华粳籼74为材料,利用水平分根系统在水稻花后7 d设置全根水层（两个分隔室内均保持浅水层,W/W）、半根水分亏缺（一个分隔室内保持浅水层,另一个分隔室内土壤水分控制在-30--40 kPa,W/D）、全根水分亏缺（两个分隔室内土壤水分均控制在-30--40 kPa,D/D）3种土壤水分处理,研究花后7 d不同土壤水分亏缺对抗旱性不同的单片段代换系及其受体亲本的产量和构成的影响。【结果】与W/W相比,D/D处理下茎鞘和籽粒内源ABA含量显著增加,灌浆中后期水稻剑叶的相对含水量、SPAD值及光合速率明显降低,水稻茎鞘中α-淀粉酶、β-淀粉酶活性有所增加,但是其蔗糖合酶（sucrose synthase,SS）的活性却显著降低。D/D处理下籽粒SS、酸性蔗糖转化酶（acid invertase,AINV）、可溶性淀粉合酶（soluble starch synthase,SSS）和Q酶活性在灌浆前中期也明显降低。然而,W/D处理下茎鞘和籽粒内源ABA有所增加,但与W/W差异不显著。W/D处理对水稻剑叶的相对含水量、SPAD值、光合速率无显著影响,但对灌浆前中期籽粒SS、AINV、SSS和Q酶活性却有显著影响,使得灌浆前中期籽粒SS、AINV、SSS和Q酶活性显著上升。分析灌浆期亏缺灌溉下单片段代换系与受体亲本间差异,发现亏缺灌溉下代换系的茎鞘非结构性碳水化合物的运转率明显地高于华粳籼74,其籽粒灌浆充实过程中相关酶的活性、物质的动态变化及内源ABA含量等对水分亏缺响应较华粳籼74敏感,其产量在两种亏缺灌溉处理下降低不明显,表现出较强的抗旱性。【结论】灌浆期适度土壤水分亏缺可提高稻株各器官ABA含量,利于茎鞘非结构性碳水化合物的降解和输出,但对灌浆期功能叶的光合同化物的生产与积累无显著影响,因此产量在适度水分亏缺条件下不会显著降低。     

水稻抽穗期QTL的聚合及其互作分析

本研究以10个单片段代换系为材料,进行抽穗期QTL鉴定,得到4个存在抽穗期QTL的单片段代换系:W11-15-7-39-2、W02-15-7-3、W08-16-3-2、W22-9-5-2-4-9-3,其上的QTL分别命名为qHD2-1、qHD8-1、qHD3-1、qHD10-1;基因聚合、互作分析结果表明qHD2-1对qHD8-1、qHD8-1对qHD3-1、qHD3-1对qHD10-1分别表现上位性。     

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL定位及上位性分析

抽穗期是水稻重要的农艺性状,它决定水稻品种的地域适应性和季节适应性,是重要的育种目标之一。本研究从两个水稻单片段代换系杂交分离群体中筛选到8个次级单片段代换系和2个双片段聚合系,经重叠群作图分析,鉴定出2个与抽穗期有关的QTL。qHD3位于第3染色体短臂,qHD6位于第6染色体的短臂中部。在长日照条件下,Lemont的qHD3等位基因可促进水稻早抽穗,Tetep的qHD6等位基因则延迟水稻抽穗。另外,上位性分析表明,在长日照条件下,qHD3和qHD6之间存在着显著的上位性互作效应。     

水稻H14显性早熟性的遗传分析

水稻籼粳中间型材料H14具有显性早熟特性,以H14与明恢63、蜀恢881等多个不同类型的中、迟熟品种杂交后代为材料进行早熟性遗传分析。结果显示,各组合F1的抽穗期均与早熟亲本H14相近或更早,H14与明恢63和蜀恢881等的杂交F2和B1F1抽穗期呈双峰分布,从峰谷处进行分组,早熟植株与迟熟植株分离比经χ2测验分别符合3∶1和1∶1,表明H14的早熟性主要受一对显性基因控制。