不同环境条件下粳型杂交稻稻米外观品质性状的遗传效应

摘要： 采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型,对粳型杂交稻稻米外观品质性状进行了遗传研究。结果表明各外观品质性状除了受种子、细胞质和母体植株等遗传主效应控制外,还明显受到基因型×环境互作效应的影响。其中糙米长、长宽比和长厚比性状以遗传主效应为主,而透明度性状以基因型×环境互作效应为主。多数稻米外观品质性状的狭义遗传率较高,其中糙米长、长宽比、长厚比、垩白度性状以普通狭义遗传率为主,而透明度性状则以互作狭义遗传率为主。另外,根据性状的遗传效应预测值对各亲本的育种利用价值作了评价。     

粳型杂交稻稻米外观品质性状的遗传效应研究

 以宁67A等4个粳型不育系与K1722等9个粳型恢复系进行不完全双列杂交，采用禾谷类作物胚乳品质性状的遗传模型及其分析方法，对粳型杂交稻稻米外观品质性状进行了遗传研究。结果表明，稻米的糙米长、糙米长宽比、糙米长厚比主要受母体加性效应控制，而透明度以母体加性效应和种子直接加性效应为主；垩白率、垩白度主要受种子直接加性和母体加性效应所控制，以种子直接加性效应为主。多数性状的种子直接遗传率、细胞质遗传率和母体遗传率均达显著或极显著水平，其中糙米长、糙米长宽比、糙米长厚比、透明度以母体遗传率为主，垩白率、垩白度以种子直接遗传率为主。另外，根据性状的遗传效应预测值对各亲本的育种利用价值作了评价     

杂交早稻米质性状的直接和母体遗传效应分析

 用包括基因型×环境互作效应的种子性状遗传模型对杂交早稻的7个品质性状进行了遗传研究。结果表明,7个品质性状都受到种子直接遗传效应和母体效应的控制。其中,糙米率、精米率、粒长和碱消值的遗传变异主要归因于母体加性效应和直接加性效应,前3个性状以母体加性效应为主,碱消值则以直接加性效应占优势。这4个性状的直接加性和母体加性效应之间还有显著的负向遗传协方差。垩白等级主要受母体加性效应控制,直接显性效应也有影响。粒宽和长宽比的变异主要归因于直接加性×环境和母体加性×环境互作效应,以后者为主,此外还有显著的直接显性效应。遗传效应预测值的结果表明,恢复系湖大242为改良杂交早稻品质的较好亲本     

稻米直链淀粉和蛋白质含量对糙米重与外观品质性状间遗传相关性的影响

利用7个籼型不育系和5个籼型恢复系按不完全双列杂交方式配制杂交组合,采用包括胚乳、细胞质和母体植株基因效应的非条件和条件分析方法,研究了稻米直链淀粉和蛋白质含量对糙米重、稻米外观品质性状间遗传相关性的影响。结果表明,糙米重与稻米直链淀粉含量、蛋白质含量之间存在着显著或极显著的相关性,可以利用条件分析的方法排除直链淀粉含量或蛋白质含量对糙米重的影响,进而深入分析糙米重与稻米外观品质性状间存在的真实遗传相关性。条件分析结果表明,直链淀粉含量的表现会增大糙米重与糙米长、糙米宽、糙米厚间的基因型相关性,降低糙米重与糙米长宽比、糙米长厚比间的基因型相关性;蛋白质含量的表现除了对糙米重与糙米长厚比间的遗传相关性影响不大外,其他与直链淀粉含量的表现相反。不同遗传体系的条件相关分量表明,当排除了直链淀粉含量或蛋白质含量对糙米重的影响后,糙米重与外观品质成对性状间的条件相关分量会产生与非条件分析结果明显不同的变化,其中以细胞质主效应相关、母体加性主效应相关以及相应的环境互作相关等尤为明显。     

小黑麦种子外观品质性状的遗传研究

为研究小黑麦外观品质性状的遗传规律,利用SD 04-1等6个小黑麦品种进行完全双列杂交,采用胚乳性状的遗传模型及其分析方法对亲本和F1所结种子的粒长、粒宽、粒厚等性状进行遗传分析.结果表明,种子外观性状的表现同时受制于胚乳核基因、母体植株基因和细胞质基因三套遗传体系.控制种子粒长的遗传效应主要是种子直接加性效应(VA=0.138**),种子的粒宽、粒厚、长宽比和长厚比的遗传效应主要受母体显性效应控制(母体遗传方差占总遗传方差的35.59%～51.52%),粒长和粒厚存在细胞质效应.研究还发现,小黑麦粒长、长宽比、长厚比以胚乳直接遗传率为主,粒厚的细胞质遗传率也达到了极显著水平.就外观性状总体情况而言,参试亲本以P1 (SD 04-1)、P3(04草鉴3)为好,其三种遗传效应能显著改善多数外观性状.     

玉米穗位高遗传效应及其与环境互作效应分析

采用基因型×环境互作效应的加性-显性-母体遗传模型(ADM模型)分析方法,研究玉米穗位高性状遗传主效应及其与环境互作遗传效应。结果表明：玉米穗位高主要受显性效应控制,其次是受加性效应控制,同时还受显性×环境互作效应、母体×环境互作效应不同遗传控制体系基因型×环境互作效应显著影响。对穗位高性状的选择效果受环境影响较大,宜在较晚世代进行选择。育种中根据亲本穗位高在不同环境中遗传效应预测值组配杂交组合,提高玉米穗位高性状的选择效率。     

籼稻稻米蒸煮品质的种子和母体遗传效应分析

采用禾谷类作物种子数量性状平均数遗传模型,分析了以珍汕97A等6个籼型不育系与测早2-2等3个恢复系不完全双列杂交获得的籼稻稻米蒸煮品质资料,结果表明,胶稠度除了受制于种子遗传效应外,主要受母体遗传效应的影响,直链淀粉含量和糊化温度性状则主要受制于种子直接显性效应,遗传效应预测值表明在供试材料中26715等蒸煮品质性状较为理想的优良亲本,与其它亲本所配的组合具有较好的蒸者品质。     

玉米植株不同部位含水量遗传主效应及其与环境互作效应的研究

采用基因型×环境互作效应的加性-显性-母体遗传模型(ADM模型)分析方法,研究玉米叶片、子粒、茎秆、叶鞘、苞叶、穗轴等含水量遗传主效应及其与环境互作遗传效应。结果表明,子粒含水量同时受加性效应、显性效应、母体效应控制;叶片含水量同时受加性效应、显性效应遗传主效应控制;茎秆受显性效应遗传主效应控制。子粒、叶片、茎秆含水量等性状不同遗传控制体系受基因型×环境互作效应显著影响,对这些性状的选择效果受环境影响较大,宜在较晚世代进行选择。     

水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势

采用包括基因型与环境互作效应的加性—显性遗传模型（AD模型）,对不同环境下水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势进行研究。结果表明,播抽天数、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重性状以基因的加性主效应为主;结实率和株高性状以基因的显性主效应为主;基因型×环境互作效应明显影响产量相关性状表现,以显性×环境互作为主,其中播抽天数、单株谷重、千粒重和穗长的显性×环境互作效应尤为明显。杂种优势研究表明,由遗传主效应控制的杂种优势除单株有效穗数外,其余8个性状均表现正向群体平均优势;基因型×环境互作杂种优势分析表明,单株谷重、单株有效穗数、每穗实粒数、千粒重、株高和穗长6个性状杂种优势的稳定性较好。遗传效应分析结果表明,明恢413、97gk1037、明恢118和明恢417在多个性状上表现以遗传主效应为主,环境互作效应较弱,具有较好的环境稳定性,表明该4个籼粳交衍生品系在籼粳杂种优势利用中具有较高的利用价值。     

玉米4个穗部性状的遗传及相关分析

选用10个优良玉米自交系配成不完全双列杂交组合,研究玉米穗长、穗粗、穗行数、百粒重4个穗部性状的遗传效应及其相关性。结果表明,穗长、穗粗、百粒重主要受遗传主效应控制,穗行数受基因型×环境互作效应的影响。穗长和穗粗主要受胚加性效应的影响,其胚加性方差(VAo)分别占遗传主效应方差(VG)的92.56%、95.80%;穗行数的遗传受母体加性互作、胚加性互作的共同影响,两种效应依次占环境互作效应的50.31%、49.60%;百粒重受胚乳加性和母体加性效应的共同控制,两种效应分别占遗传主效应的50.73%、47.12%。穗长和穗粗以胚普通遗传率为主,穗行数以胚乳和母体互作遗传率为主,百粒重以胚乳普通遗传率和母体普通遗传率为主。穗长与穗粗、穗行数,穗粗与穗行数的胚加性(rAo)、细胞质(rC)均呈极显著高度正相关,穗长与百粒重的细胞质(rC)呈极显著正相关,穗粗与百粒重的细胞质(rC)、母体显性(rDm)、胚加性互作(rAoE)、细胞质互作(rCE)均呈极显著正相关,穗长与穗粗、穗长与穗行数、穗长与百粒重、穗粗与穗行数、穗粗与百粒重5对性状可以同步改良。     

种子、细胞质和母体遗传效应对籼型杂交稻稻米营养品质杂种优势的影响

利用珍汕９７Ａ等９个籼型不育系与测早２一２等５个籼型恢复系进行不完全双列杂交，同时分析了籼型杂交稻稻米营养品质性状中由种子、母体植株和细胞质三套遗传体系引起的多种杂种优势分量。结果证实种子杂种优势可以增加蛋白质含量、蛋白质指数、赖氨酸含量和赖氨酸指数等性状，而母体植株杂种优势则会降低蛋白质含量和提高赖氨酸指数。细胞质效应也能显著影响营养品质性状的表现，其中具有野败胞质的浙协２号Ａ和粳型胞质的作５Ａ具有较好的细胞质效应，在以改良营养品质性状为主要目的杂交稻育种中可加以利用。     

红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应与环境互作

【目的】剖析红米水稻总酚、总黄酮、原花青素和花色苷的遗传效应,为高营养价值红米杂交稻的培育提供参考。【方法】以8个红米恢复系为父本,6个不育系为母本,配制48个杂交组合为遗传材料,利用加性-显性遗传模型(AD模型)及统计方法,分析在不同环境下红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应、杂种优势、遗传相关及其与环境互作。【结果】花色苷、原花青素、总酚和总黄酮主要受遗传主效应控制,其中原花青素、总酚和总黄酮总狭义遗传率高,以基因加性效应为主,低代选择有效;花色苷以显性效应为主,适宜中、高世代选择。这4种抗氧化活性成分的表型、遗传、加性、显性、加性×环境互作和显性×环境互作均呈正向相关,相关系数大;原花青素的基因型×环境互作效应小,稳定性好,以此为选择指标可有效提高其他3种成分,减轻工作量,提高育种效率。高温有利红米水稻杂种后代抗氧化活性成分的积累,提高群体杂种优势。此外,提高不育系抗氧化活性成分含量,有利于培育高抗氧化活性成分含量的杂交后代;恢复系18Rr174、18Rr175可有效提高后代总酚、总黄酮、原花青素含量,且受环境影响小。【结论】采用植物数量性状的加性-显性遗传模型,可有效预测亲本抗氧化...     

籼粳交杂种不同灌浆期稻米缬氨酸含量的发育遗传

采用可以估算不同发育时期基因累加效应和特定发育时期净遗传效应的遗传模型和统计分析方法,研究了不同环境条件下籼粳交稻米灌浆过程中缬氨酸含量的发育遗传规律。结果表明,控制籼粳交稻米缬氨酸含量表现的基因在稻米多数发育时期均有表达,其中以颖花开花受精后第8~14天表达量最大。遗传率分析揭示缬氨酸含量在稻米5个不同发育时期的母体和细胞质普通遗传率及其相应的环境互作遗传率均较高,育种低世代进行单株选择可以提高稻米缬氨酸含量的育种效率。亲本遗传效应分析表明,浙38A、浙农8010A、金23A和中9308等4个亲本有利于增加籼粳交稻米的缬氨酸含量,其中浙38A受环境影响最小,可应用于配制高缬氨酸含量的杂交稻新组合。     

水稻长穗大粒RIL群体主要品质性状的遗传分析

为探讨水稻长穗大粒RILs群体主要品质性状的遗传规律,以自育的一个水稻长穗大粒品系FJCD与籼型三系恢复系IR24配制杂交组合,单粒传法构建含有178个株系的RILs群体(F11)为材料,分别在福州和沙县2个不同生态条件下种植,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型及其相应的统计方法,研究水稻主要品质性状的遗传特征。结果表明:除了精米率呈多基因遗传外,其他9个品质性状的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传。精米率、米粒长、米粒宽、米粒长宽比、透明度、碱消值和直链淀粉含量在不同环境中表现相似的遗传模型;整精米率、垩白度和垩白粒率表现不同的遗传模型。由主基因遗传率为主的有整精米率、米粒长、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值和直链淀粉含量;由多基因遗传率为主的有米粒宽和米粒长宽比。环境因素对碱消值的影响最大。在不同生态条件下稻米主要品质性状间的相关性有82.22%的比率表现较为一致,不因环境的变化而改变其相关性。因此,在稻米品质选择与鉴定时需对整精米率、垩白度和垩白粒率在多个特定环境中进行,才能提高育种效率;对由主基因和多基因遗传率为主的性状需分别采用不同选择方法和育种策略。     

玉米子粒性状种子和母体效应的遗传分析

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法,以5个玉米自交系及其间配制的F₁,F₂,BC₁,BC₂世代为材料,研究了7个玉米子粒性状的直接效应、母体效应和细胞质效应。分析结果表明,除粒厚外,各性状的遗传均以母体加性效应为主,种子直接显性效应和母体显性效应较小,细胞质基因对各性状均无显著影响,而环境效应极显著。除粒长的直接显性效应与母体显性效应间的协方差外,直接效应与母体效应间的协方差均较小,且不显著。因此,通过母体植株的遗传表现可对这些性状进行有效的直接选择。S₂₂是改良粒重的优良亲本,而N_O1,N_O2,N_O3对改良粒重不利。各部位子粒百粒重的直接显性效应、母体加性效应、母体显性效应及机误均存在极显著正相关。在自交系选育过程中,直接选择粒较宽的分离类型,容易获得大粒的遗传材料,选择粒厚而宽的亲本组配杂交组合有利于提高F₁粒重。     

花生种子长宽比性状遗传分析和相关SSR标记筛选

本研究以‘花育36号’ב高油613’构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为试验材料,考察2个环境下(E1、E2)RIL群体种子长宽比表型数据,采用数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法进行遗传分析。结果表明,E1环境下花生种子长宽比符合B_1_8模型(即2对存在重叠作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.19,主基因遗传率为89.86%;E2环境花生种子长宽比符合B_1_7模型(即2对存在互补作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.22,主基因遗传率为92.04%。通过对多态性SSR标记筛选和相关性分析,发现标记AGGS1325在2个环境下均与种子长宽比显著性相关。本研究将为深入开展花生粒型分子机制研究和推进花生外观品质育种提供重要理论基础。     

甘蔗生物产量及其构成性状的ADM遗传分析

对11个甘蔗亲本品种及其NC Ⅱ遗传设计的30个组合的F1代实生苗生物产量进行加性-显性-母体遗传效应的遗传模型(ADM)分析,结果表明:(1)甘蔗的生物产量性状遗传主要是由基因的加性、显性及加性□环境互作效应共同决定的,但基因的加性效应作用较大;(2)甘蔗生物学产量构成性状中母体的遗传效应主要表现于锤度,且其受环境的影响很小;(3)甘蔗生物产量性状都具有较高的广义遗传率(h2B)和狭义遗传率(h2N),且h2B＞h2N,说明了对甘蔗生物产量性状在选育种早期阶段的选择效果好;(4)通过对亲本的加性基因随机效应分析的综合,较优良的甘蔗亲本有粤糖72/426、粤糖79/177、粤糖85/177、ROC24和ROC25.     

玉米自交系开花后叶片保绿度衰减特性遗传效应分析

采用ADM遗传模型对不同玉米自交系开花后叶片保绿度衰减特性遗传效应进行研究。结果表明,不同自交系叶片保绿度衰减起始时间(Ts)、最大衰减速率出现时间(TVmax)、最大衰减速率(Vmax)均存在显著的遗传与环境互作效应,自交系叶片保绿度衰减特性在不同环境条件下的表现具有明显差异。利用包括基因型与环境互作效应在内的遗传分析方法,可以更清楚地发现不同亲本叶片保绿度衰减特性的遗传效应差异,有利于筛选出具有较大遗传效应的自交系,用于玉米叶片保绿度性状的改良。     

甘蓝型油菜优良亲本对杂种后代产量性状的遗传效应分析

采用MINQUE(1)统计方法及AD模型,对11个甘蓝型油菜优良亲本和F1的12个主要产量性状进行遗传分析。结果表明：12个产量性状存在着极显著的加性效应和显性效应,且都存在与环境的互作;千粒重的广义遗传率和狭义遗传率都是最高。产量性状的平均优势表现较好,其中株高、有效分枝部位、一次有效角果数、角果粒数和理论产量表现好。在超亲优势方面,除株高和有效分枝部位为正向优势外,其它产量性状都表现为负向优势。亲本产量性状的遗传效应差异较大,选用合适亲本可明显改善杂种后代的产量性状。     

大豆蛋白质含量的种子性状广义遗传模型分析

利用蛋白质含量不同的 5个大豆亲本组成的 10个杂交组合F1、F2 及其亲本 ,以朱军和Weir( 1994 )提出的二倍体种子性状广义遗传模型及其分析方法对子粒蛋白质含量的各种遗传效应进行了分析。结果表明 ,大豆种子蛋白质含量具有显著的种子直接加性和显性效应及植株母体加性和显性效应。其中以种子直接加性效应更为重要 ,占总遗传效应方差的 81.4 % ,其次是种子直接显性效应 ,占 8.9% ,合计达 90 %。植株母体加性和显性效应方差虽然显著 ,但仅占总方差的 5.8%。种子直接×母体植株加性和显性互作效应很少 ( 0 .0 83 7和 - 0 .0 3 15) ,均不显著。 5个亲本中 ,种子直接和母体植株加性效应估值正负及大小有显著的差异。如亲本吉林 2 6和吉林 2 8号 ,种子直接加性效应为正值 ( 1.2 3 54和 1.2 4 74 ) ,并且显著 ;而母体加性则很小 ( 0 .2 194和 0 .0 0 92 )。各亲本的种子与母体的加性和显性效应表明 ,种子的加性和显性效应估值 ,亦通常大于母体植株的加性和显性。