水稻抽穗期的遗传学研究

该文阐述了水稻抽穗期的遗传研究进展。水稻抽穗期的多样性是由于感光性与基本营养生长特性的多样组合形成的 ,其复杂的遗传表现是由多个感光基因及其修饰基因、基本营养生长性基因及其修饰基因综合作用的结果 ,并概述了水稻抽穗期基因的定位及QTL定位的现状 ,讨论了水稻抽穗期遗传研究中存在的问题及未来研究的方向。     

水稻分蘖基因研究进展

分蘖是水稻重要农艺性状之一,又是单子叶植物在生长发育过程中形成的一种特殊的分枝特性,具有重要的发育生物学特性。随着水稻基因组学和分子遗传学研究的快速发展,水稻分蘖基因研究取得大的发展。在水稻分蘖QTL研究方面,目前已经定位了177个QTLs,水稻分蘖QTL的检测和材料、群体类型与环境有很大的关系;在水稻分蘖突变体研究方面,目前已经鉴定出17种类型,并已经成功克隆了一个水稻分蘖基因。     

在两个环境中检测控制水稻抽穗期的QTL（英文）

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QTLqHD10-1主要在发芽后75-85d检测到其效应，它可解释19.6%的变异。在HZ一个主效QTLqHD-8-1在发芽后80-90d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。     

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。     

杂交水稻抽穗期遗传研究 Ⅱ、抽穗期基因互作的遗传

以2个早籼不育系 V_(20)A、珍鼎28A 及其保持系,早籼恢复系 IR_(30),美国早籼品种兰贝利为亲本,配制6个组合的 F_1及其 F_2、BC 和 TPC(Three Parent Cross,三亲本杂交).研究发现;4个组合 F_1抽穗期表现为非感光早抽穗的无互作类型;另2个组合 V_(20)A/IR_(30)F_1和 V_(20)A/兰贝利Fl为感光迟抽穗的互作类型,其后代分离均为 F_2 37早(无互作):27迟(互作),B_1C 3早:1迟,B_2 C1早:1迟.分析表明控制这些亲本抽穗期的主基因差异可能有3对:Aa、Bb 和 Cc.当 A、B 和 C 同时存在(A—B—C—)时,它们之间相互作用的结果使植株表现感光迟抽穗.当这3种显性基因不同时存在或都不存在时,植株表现非感光早抽穗。6个亲本的4种核基因型暂定为:V_(20)A(B):aabb CC.珍鼎28A(B):AAbbcc,IR_(30):AABBcc,兰贝利:AABBcc。     

利用BIL群体定位水稻抽穗期QTL及主效位点遗传效应分析

以南粳35和早抽穗品种N22构建的回交重组自交系(BIL)群体为研究材料,对控制水稻抽穗期的QTL进行定位,并利用高代回交群体对检测到的主效位点进行验证。结果表明:利用Win QTLcart 2.5软件共检测到4个控制抽穗期的QTL,分别位于第2、3、10和12染色体上,贡献率为8.25%~21.62%,其中qHd-2的效应值最高,可以解释21.62%的表型变异,随后用N22/南粳35//南粳35高代回交群体对qHd-2功能进行验证,在南粳35背景下qHd-2可以缩短抽穗4.2d,说明qHd-2是N22中控制抽穗期的主效QTL。     

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。     

控制水稻种子休眠和抽穗期的数量基因位点

以Nipponbare（japonica）／Kasalath（indica）／／Nipponbare BC1F10的98个家系为材料,连续2年进行了水稻种子休眠和抽穗期基因的定位分析。用WinQTLCart 1．13a软件从全基因组角度检测了休眠性数量性状基因位点（QTLs）。检测结果显示,2003年分别在第5、6和7染色体上,2004年则分别在第4、5、7和11染色体上检测到控制种子休眠性的QTLs位点;贡献率分别介于8．91％-11．09％和8．70％-11．80％。表明第7染色体上位于标记R1357～R1245之间的种子休眠性QTL位点是一个在年度之间稳定表达的控制种子休眠性的基因位点。抽穗期的QTL定位分析表明,4个控制抽穗期的基因位点能在不同年份稳定表达,其他位点受年度间的环境条件影响较大。此外,除第6染色体R2171-R2123间的位点延长抽穗期的基因效应来源于亲本Nipponbare外,其余稳定表达位点的延长抽穗期的基因效应皆来自亲本Kasalath。分析表明,种子休眠与抽穗期没有直接关系,它们分别为不同的基因所控制。     

小麦抽穗期基因研究进展

抽穗期是小麦品种的重要农艺性状之一,它对于小麦适应不同生态地区和不同环境条件具有至关重要的作用。春化反应、光周期反应和早熟性基因是影响小麦抽穗期的3种重要因素。综述了小麦抽穗期相关基因的定位和克隆,分析了控制小麦抽穗的3类基因性状以便为研究小麦的抽穗期基因提供参考。     

水稻抽穗期基因Hd7m的定位及遗传分析

以红旗16为受体、明恢63为供体,经杂交和回交得到BC4F1。利用643对SSR分子标记对所构建的抽穗期基因早晚池和亲本进行多态性筛选,得到4对多态性标记。将筛选出的杂合单株进行自交,获得BC4F2,并从中筛选出抽穗期分离较明显的群体进行田间表型调查和基因型检测。发现目标基因与标记PSM391连锁,位于第7染色体长臂末端,命名为Hd7m。在标记PSM391与第7染色体末端之间合成10对新SSR标记,其中多态性标记RM22156与目标基因相距4.1 c M。该结果为Hd7m基因的精细定位、基因克隆和分子标记辅助育种奠定了基础。     

水稻抽穗期QTL鉴定及重叠群作图

以40个单片段代换系(Single Segment Substitution Lines,SSSLs)为试材,分别在2012和2013年对水稻抽穗期QTL进行分析,其中30个SSSLs能够在两年中重复检出,占检出SSSLs的78.9%。经重叠群作图分析,鉴定出11个抽穗期QTL,分别位于第1、2、3、4、6、8、10染色体上,这些QTL具有较大的加性效应,且受环境影响较小。     

中熟抗病晚粳品种选育中抽穗期的遗传及基因效应分析

本试验选用４个晚粳品种（系）．采用了Ｈａｙｍａｎ和Ｍａｔｈｅｒ法对其双亲本杂交（含回交）组合的抽穗期的世代平均数进行了遗传变异分析及基固效应评估。结果表明：抽穗期呈部分显性或不完全显性表型，其显性方向（早熟或迟熟）则固组合而异。抽穗期的遗传方式符合加性一显性模型；基固的加性效应极显著，而显性效应和上位性效应则皆不显著。在抽穗期的遗传变异中，虽然加性方差和显性方差都存在，但仍以加性遗传方差为主；其狭义遗传率和广义遗传率分别高达７７％和９５％。以有效因子数目估计值推断，至少有一时显性熟期基因起作用。本文就中熟抗病晚粳类型品种选育中生育期的育种选择及熟期与白叶枯病抗病反应的关联性等问题作了初步讨论。     

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。