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。     

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。     

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。     

水稻极晚抽穗期基因的鉴定和遗传分析

水稻抽穗期是重要的农艺性状。本研究以一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系为试验材料，对水稻抽穗期基因进行评价，发现单片段代换系W06-26-35-1-5-2带有极晚抽穗期基因，在山东种植，抽穗期稳定且表现为晚抽穗。该代换系的代换区间为PSM152-PSM154-PSM155-RM25-RM547-RM72-RM404，在第8染色体上带有抽穗期基因qHD8-1。对该代换系与受体亲本华粳籼74杂交发展的F2分离群体的单株进行抽穗期鉴定，发现晚抽穗和早抽穗单株数符合3：1的分离比，说明晚抽穗为一个显性基因控制。     

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。     

2种水稻不同细胞质雄性不育的恢复基因分析

【目的】由华南农业大学选育的水稻单片段代换系W11-09-02-07-02-03-01(W11-09-02-,Rf3Rf3/Rf4Rf4)对于野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育(CMS)系均具有较强的恢复性。单片段代换系W11-09-02-分别与WA-CMS和DA-CMS不育系组配,根据其BC3F2植株的花粉和小穗的育性,研究这2种不育细胞质的遗传关系、恢复基因Rf3和Rf4的遗传效应及单片段代换系W11-09-02-对这2种不育细胞质的遗传模式。【方法】选用WA-CMS、DA-CMS 2种细胞质的不育系博白A(BoA)和协青早A(XqA)为母本,以单片段代换系W11-09-02-为父本,采用单片段代换系W11-09-02-连续回交和分子标记辅助选择的方法,构建了2个具有单片段代换系W11-09-02-遗传背景的BC3F2群体,在这2个BC3F2群体中,筛选鉴定出携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4、Rf3Rf3/rf4rf4、rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4的单株,并对其花粉和小穗的育性进行考察,最后利用201个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析。【结果】在单片段代换系W11-09-02-遗传背景下,WA-CMS的遗传效应大于DA-CMS,单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,而且这2个基因表现出累积效应。单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf3和Rf4,对WA-CMS和DA-CMS均表现出质量性状的遗传。【结论】DA-CMS的可恢复性优于WA-CMS,W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,这2个恢复基因对WA-CMS和DA-CMS表现出质量性状的遗传。     

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。     

水稻恢复基因Rf3和Rf4聚合效应分析

为选育水稻野败型和夜公型细胞质雄性不育的较强恢复系和分析恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应,采用5个携带不同供体恢复基因Rf3和4个携带不同供体恢复基因Rf4的单片段代换系两两杂交,配制了11个杂交组合。利用分子标记辅助选择从这11个杂交组合的F2和F3群体中筛选鉴定6个携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4的双片段聚合系和5个携带Rf3(Rf4)的次级单片段代换系。结果表明,对于野败型不育细胞质,这些双片段聚合系具有不同的恢复性。其中,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-4Rf4-4的DSPL04-01/23-10P1、DSPL04-01/23-10P2和DSPL04-01/23-10P3的恢复性最强,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-2Rf4-2的DSPL11-01/14-10P和DSPL22-01/14-10P的恢复性最弱,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-3Rf4-3的DSPL22-01/27-10P的恢复性居中。5个次级单片段代换系代换片段的总长度为133.9 cM,长度分布范围为24.1~28.5 cM,平均长度为26.8 cM。利用恢复性最强的DSPL04-01/23-10P1及其相应的单片段代换系分别与野败型不育系‘珍汕97A’和夜公型不育系‘Y华农A’杂交,通过考察F1杂种株的花粉育性,研究DSPL04-01/23-10P1中的恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应。DSPL04-01/23-10P1较其相应的单片段代换系能够提高F1杂种株的花粉育性,但差异不显著。结论:本研究选育的双片段聚合系中所聚合的来自不同供体的恢复基因Rf3和Rf4之间没有互作效应。     

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。     

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL上位性研究

【目的】探索水稻抽穗期的遗传机制.【方法】以华粳籼74的8个单片段代换系为材料,构建了7个聚合了双QTL的次级F2作图群体,并通过分子标记的选择区分出每个群体的9种基因型以估算水稻抽穗期QTL的各类上位性分量.【结果和结论】除QTL HD3/HD8间的上位性互作不显著外,其他QTL对均存在显著的上位性效应,占85.7%;在检测的28个不同类型的上位性效应中,有60.7%的估计值达到5%或1%的显著水平,其中加加、加显或显加、显显上位性分别占71.3%、42.8%、85.6%.研究结果进一步证实了上位性作用在数量性状遗传体系中的普遍性和重要性,并为水稻抽穗期的分子聚合育种提供了依据和材料.     

在两个环境中检测控制水稻抽穗期的QTL

利用一个DH群体研究了控制抽穗期的QTL,实验分别在杭州(HZ)和海南(HN)两地进行,抽穗期分别在4个和3个不同发育阶段调查.结果表明:在2个环境和7个发育阶段中共检测到8个QTL,分别分布在第1,6,8,10,12号染色体上.其中,2个QTL,qHD-1-1和qHD-12能在2个环境中检测到,其它只能在1个环境中检测到.在HN中一个QTL qHD-10-1主要在发芽后75～85 d检测到其效应,它可解释19.6%的变异.在HZ一个主效QTL qHD-8-1在发芽后80～90 d时检测到效应.其它的QTL只在某一阶段表达.最后讨论了抽穗期QTL的作用模式及其在育种中应用.     

利用水稻F_2群体对其抽穗期和株高的QTL定位

利用遗传作图群体对水稻抽穗期和株高进行QTL定位,以明确控制性状的基因,揭示性状的遗传机制。将粳型品种月之光与籼型品种明恢63杂交(月之光×明恢63),获得一个含189个家系的F2遗传作图群体;利用该群体建立含127个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱覆盖12条染色体,连锁群总长度2 123cM,标记间平均距离16.7cM。F2群体抽穗期和株高均表现为连续的数量变异,呈正态分布,且出现明显的双向超亲分离,抽穗期和株高之间呈现极显著的正相关。以QTL作图软件Cartgrapher 2.5对F2群体抽穗期和株高性状进行了QTL定位分析,共定位到4个与抽穗期相关的QTLs,分别分布于第1、6、8、12号染色体上,第8号染色体上的qHD8 LOD值为10.70,贡献率达48.0%,是主效基因,与已克隆的DTH8在相近位置,可能是DTH8。定位到4个与株高相关的QTLs,分别位于第1、3、8、12号染色体上,表型贡献率为6.3%～21.1%,第1号染色体上检测到的qPH1能解析21.1%的表型变异,是主效基因,位于矮秆基因sd1附近,可能是sd1。定位到的这些QTLs是进行分子标记辅助选择改良相应性状的候选基因位点。     

QTL Detection and Epistasis Analysis for Heading Date Using Single Segment Substitution Lines in Rice(Oryza sativa L.)

Heading date of rice is a key agronomic trait determining cultivated areas and seasons and affecting yield. In the present study, five primary single segment substitution lines with the same genetic background were used to detect quantitative trait loci(QTLs) for heading date in rice. Two QTLs, q HD3 and q HD6 on the short arm of chromosome 3 and the short arm of chromosome 6, respectively, were identified under natural long-day(NLD). Nineteen secondary single segment substitution lines(SSSLs) and seven double segments pyramiding lines were designed to map the two QTLs and to evaluate their epistatic interaction between them. By overlapping mapping, q HD3 was mapped in a 791-kb interval between SSR markers RM3894 and RM569 and q HD6 in a 1 125-kb interval between RM587 and RM225. Results revealed the existence of epistatic interaction between q HD3 and q HD6 under natural long-day(NLD). It was also found that q HD3 and q HD6 had significant effects on plant height and yield traits, indicating that both of the QTLs have pleiotropic effects.     

不同环境下水稻籽粒宽的QTL定位分析

利用由穗型差异大的水稻品种密阳46和FJCD建立的一个包含130个株系的F10重组自交系,测定其在福建武夷山和莆田环境下的粒宽,并进行QTL定位和互作研究.结果表明,10个加性QTL和4个位点存在显著的加性×环境互作效应以及1对加加上位性效应.QTL定位分析获得的10个加性QTL,位于2、5、6、7号染色体,对表型变异贡献率为0.44％-20.49％,其中qGW-5-2和qGW-6-9单个QTL贡献率分别达14.99％和20.49％.环境互作分析获得4个GE互作位点,分布在水稻5、6、7号染色体上,均为微效QTL.在莆田环境下,与粒宽相关的1对QTL存在加加上位性效应,且对表型变异贡献率达33.26％.