重组自交家系群体4对主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法的建立

主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法是基于数量性状表型数据的统计遗传分析方法,该方法适于育种工作者利用杂种分离世代的数据对育种性状的遗传组成做出初步判断,制订相应的育种策略,也可用以校验QTL定位所揭示的性状遗传组成。重组自交家系群体(RIL)是一种永久性群体,可以进行有重复的比较试验,适合于环境影响较大的复杂性状的遗传研究。本研究以RIL群体为对象,将遗传模型拓展到4对主基因,建立相应的分离分析方法。新构建的模型共包括4对主基因和4对主基因加多基因两类共15个遗传模型,通过极大似然法和IECM算法估算各种模型的分布参数,由AIC值和一组适合性测验选取最佳遗传模型,再由最小二乘法估计模型的遗传参数。通过模拟实验对所建立的模型进行验证,模拟群体中一阶遗传参数的估计值与设定值之间有很好一致性。以大豆科丰1号×南农1138-2构成的RIL群体及其亲本棕榈酸含量的遗传(I-1模型,即4对加性-上位性主基因和加性-上位性多基因遗传模型)为例,说明该方法的应用效果。     

回交自交系群体数量性状遗传体系的分离分析方法

将植物数量性状的主基因-多基因遗传体系检测的分离分析方法拓展到回交自交系群体。建立了包括无遗传控制、只有多基因控制、1～3对主基因控制和1～3对主基因＋多基因控制遗传模型下的混合分布函数，并由ML和ECM算法估计分布参数，以最大熵（最小AIC）准则和适合性测验选择最优最适遗传模型，进而利用所估计的分布参数估算遗传参数。在方法推演基础上通过1个模拟数据例题说明其应用。     

甜玉米品质性状的主基因+多基因遗传分析

对甜玉米品质性状进行主基因+多基因遗传分析,为甜玉米品质改良提供理论依据。用果糖含量、膳食纤维含量和维生素C含量差异显著的甜玉米自交系配制杂交组合T77（高值亲本）×T15（低值亲本）。以该组合F2代群体为试验材料,对其果糖含量、膳食纤维含量和维生素C含量等3个品质性状进行测定,利用主基因+多基因混合遗传模型分析3个性状的最适遗传模型及相关遗传参数。试验表明,果糖含量的最适模型为A-1,是受1对主基因控制的加性-显性遗传模型,主基因遗传率为76.4%;膳食纤维含量和维生素C含量的最适模型同为B-1,表明这2个性状符合2对主基因控制的加性-显性-上位性混合遗传模型,主基因遗传率分别为63.6%和64.7%。在育种实践中,对甜玉米果糖含量、膳食纤维含量和维生素C含量的遗传改良和选择,可在早期世代进行,同时要注意一定的环境因素,采用聚合回交或轮回选择的方法来积累微效基因以提高育种效率。     

水稻稻曲病抗性的主基因+多基因混合遗传模型分析

稻曲病是由稻曲病菌引起的水稻真菌病害, 目前已上升为我国水稻主要病害之一, 探明水稻稻曲病的抗性遗传机制对制定抗病育种策略具有现实指导意义。本研究以病情指数为指标, 利用高效引发稻曲病人工接种方法对来自抗病亲本IR28(籼稻)与感病亲本大关稻(粳稻)组合的亲本及其衍生的F₁₀代重组自交系群体(RIL)进行抗病性评价, 采用数量性状的主基因+多基因混合遗传模型对抗性的遗传模型进行判别与遗传参数的估计。结果表明, 水稻稻曲病抗性的遗传除受主基因控制外还受多基因的影响, 符合E-1-3遗传模型, 即2对主基因+多基因混合遗传模型, 2对主基因间表现为等加性作用, 加性效应为11.41; 主基因遗传率为76.67%, 多基因遗传率为22.86%, 抗性遗传存在明显的主基因效应。提示抗稻曲病育种时不仅要考虑主基因对抗病性的作用, 也不能忽视基因对抗性的影响。     

玉米穗轴粗性状的主基因+多基因遗传分析

穗轴粗性状是影响果穗籽粒脱水速率的一个重要因素，当前对穗轴粗性状的数量遗传规律研究较少。以经典玉米自交系PHB1M/丹340（组合Ⅰ），PH4CV/丹598（组合Ⅱ）构成的P1、F1、P2、B1、B2和F2 6世代群体为材料，运用主基因与多基因混合遗传模型分析方法，研究玉米穗轴粗性状遗传规律。结果表明：玉米穗轴粗性状在2组合的F1代呈现中亲遗传。组合Ⅰ中穗轴粗性状最佳模型符合C-0，表现为加性-显性-上位性多基因遗传；组合Ⅱ穗轴粗遗传符合D-2，表现为一对加性主基因+加性-显性多基因遗传，其中多基因起主要作用。穂轴粗性状在B2世代多基因遗传率最大，育种中可以在遗传率较高的世代通过轮回选择或聚合回交等方法累积增效基因，进而选育出穂轴粗细适宜的材料，培育出高产、优质、适宜机收的优良玉米品种。     

华南型黄瓜维生素C含量的遗传分析

探讨筛选组合(Ma7×W15)维生素C(Vc)含量的遗传机制。以相对低维生素C含量的自交系Ma7(p1)和相对高维生素C含量的自交系W15(p2)为亲本,构建6个世代群体材料,利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分析华南型黄瓜中维生素C含量的遗传机制。结果表明,维生素C含量的最适遗传模型为一对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。在分离世代中主基因遗传率在B1、B2、和F2群体中分别为47.47%,36.34%,52.59%;多基因的遗传率分别为18.47%,0,21.63%;环境方差占表型方差的范围为25.78%～63.66%,环境对维生素C含量的遗传有较大的影响,说明在黄瓜维生素C含量的遗传体系中,微效多基因具有重要作用,这一性状适于高代选择。     

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。     

西葫芦产量性状主基因-多基因混合遗传分析

选用蔓生和矮生的西葫芦自交系配制q-1×23-4G(组合1)和q-1×A-7(组合2)2个组合,构建P1、F1、P2、BC1、BC2和F26个家系世代群体,应用植物数量性状主基因-多基因混合遗传模型对该6个世代群体单株结果数和单果质量进行多世代联合分析.结果表明:2个组合的西葫芦的单株结果数遗传符合一对加性主基因+加性...     

烟草主要农艺性状的主基因+多基因遗传分析

本研究以烤烟品种‘云烟97’和‘变异云烟97’为亲本,分别构建P1、P2、F1和F24个世代遗传群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对烟草的株高、节距、叶数和茎围进行遗传及相关分析。结果表明,株高分别与节距、叶数间呈极显著正相关,与茎围间呈显著正相关;而节距与叶数间则呈现极显著负相关。株高、节距和叶数3个性状具有相同的最优遗传模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(MX2-ADI-AD),其主基因遗传率分别为95.225 8%、94.285 4%和99.177 1%,多基因遗传率分别为4.774 2%、5.568 4%和0.822 9%;茎围性状符合2对加性-显性主基因+加性-显性多基因混合最优遗传模型(MX2-AD-AD),其主基因和多基因遗传率分别为90.314 6%和9.685 4%。上述性状均受主基因+多基因混合遗传模型控制,主基因遗传率均高达90%以上且远大于多基因遗传率,受环境影响可以忽略。因此,在烟草高产育种过程中针对上述农艺性状的定向选择宜在早期世代进行。     

樱桃番茄果形主基因-多基因混合遗传分析

以樱桃番茄圆形自交系W403（P1）和梨形自交系W405（P2）为双亲,构建P1,F1,P2,B1,B2和R6个家系世代群体,应用植物数量性状主基因＋多基因混合遗传模型和经典遗传学方法对该6个世代群体果形指数进行多世代联合分析,结果显示：W403×W405果形遗传符合2对完全显性主基因＋加性-显性多基因模型。B2,B2和F2群体主基因遗传率分别为14．99％,79．05％和79．70％,多基因遗传率分别为5．34％,7．31％和4．89％,说明F2果形表现出较高的主基因遗传率。对W403×W405组合果形性状的改良要以主基因为主,同时注意环境的影响。     

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。     

大豆蛋白质有关性状遗传的分离分析

采用科丰1号×南农1138-2衍生的重组自交家系群体(RIKY)和(Essex×兴县灰布支)×兴县灰布支回交自交衍生群体(BIEX)为材料,应用SDS-PAGE电泳测定11S、7S、11S/7S比值及其10个亚基组的相对含量,用凯氏(Kjeltec)自动定氮仪测定蛋白质含量、自动索氏(Soxtec)抽提仪测定油脂含量。结果表明: (1) 两群体蛋白质组分及其亚基组有关性状以及油脂与蛋油总量等均有不同程度超亲分离,双亲间存在不同程度的位点互补。(2) 蛋白质含量遗传,两群体均为1对主基因+多基因模型,主基因和多基因遗传率分别为31.3%~40.9%和37.2%~53.7%。蛋油总量均为3对主基因+多基因模型,主、多基因遗传率分别为59.9%~66.6%和23.2%~27.9%。油脂含量为2~3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为48.6%~71.7%和4.2%~29.7%。(3) 11S组分均为3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为14.3%~60.7%和17.0%~50.7%。7S组分均为3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为34.5%~44.1%和21.5%~45.1%。11S/7S比值遗传均为2对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为56.6%~74.8%和10.1%~20.1%。(4) 11S的4个亚基组依次分别为2~3对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2~3对主基因+多基因模型。(5) 7S的6个亚基组依次分别为1~2对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2~3对主基因+多基因、3对主基因+多基因、1~2对主基因+多基因和2对主基因+多基因模型。所有16个性状都由主基因和多基因控制,其中有10个性状两群体具相同的主基因数,其他6个性状两群体间相差1对主基因,两群体间遗传模型大同小异。这些相关性状的育种既要利用主基因还必须利用微效多基因,要考虑兼用两者的育种方法。     

陆地棉品种百棉1号主要株型性状的遗传研究

对陆地棉品种百棉1号主要株型性状进行了主基因-多基因混合遗传分析。结果表明,株高、果枝长度、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝节间长度、总果节数、总果枝数、有效果枝数和果枝夹角的最适模型分别为D-4、C-0、D-4、D-2、E-0、D-2、B-1、B-1和C-0,除果枝长度和果枝夹角外,其它性状均检测到主基因。总果枝数、有效果枝数和果枝节间长度为主基因遗传或以主基因遗传为主,对其可采用单交重组或简单回交转育转移增效主基因;株高、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝长度和果枝夹角为多基因遗传或以多基因遗传为主,对其可采用聚合回交或轮回选择累积增效多基因;总果节数以主基因和多基因遗传并重,对其可根据主基因、多基因相对效应大小分别考虑。     

水稻核不育系柱头性状的主基因+多基因遗传分析

柱头性状是影响水稻不育系异交繁殖和杂交水稻制种产量的重要性状。为创制长柱头、高外露率的水稻温敏核不育系提供遗传信息,调查了短柱头、低外露率的粳型光温敏核不育系7001S和长柱头、高外露率的温敏核不育系紫泰S及其杂交、自交获得的F_1、F_2群体(350个株系)和F_2:3群体(320个株系)的4个柱头性状,分析了4个性状之间的相关性,并运用主基因+多基因混合遗传模型,对2个世代4个性状进行了遗传分析。结果表明,4个柱头性状间均表现出极显著正相关,相关系数介于0.262和0.895之间。柱头长度、花柱长度、柱头和花柱总长度(以下简称柱花总长度)均表现出受2对主效基因和微效基因共同控制,除F_2群体中柱花总长度的2对主基因表现为等加性效应和等显性效应外,其余均表现为加性-显性-上位性效应,3个性状均表现出以主基因间的上位性效应为主;F_2群体柱头外露率受2对加性-显性-上位性主基因+多基因控制,而F_2:3群体则表现为受1对加性-显性主基因+多基因控制,以主基因间的加性效应为主。2个世代中的4个柱头性状均以主基因遗传为主。     

甘蓝型油菜开花期和光周期敏感性的遗传分析

以对光周期分别表现稳定弱敏感和强敏感的春性甘蓝型油菜品种DH401（P₁）与Q2（P₂）配制F₁代并经小孢子培养获得的DH群体来研究开花期和光周期敏感性的遗传规律。将P₁、P₂和DH群体连续2年分别种植在长日照的甘肃省和政县和短日照的广东省肇庆市、湖北省武汉市3地并调查开花期,以从和政和肇庆获得的开花期来计算光周期敏感指数（PSI）,采用主基因-多基因混合遗传模型对该DH群体的开花期及光周期敏感指数进行遗传分析。结果表明,在和政、武汉和肇庆,开花期分别由3对加性-上位性主基因+多基因、2对加性-上位性主基因+多基因和2对累加作用主基因+多基因的控制;主基因遗传率分别为91.13%、63.05%和62.02%;多基因遗传率分别为4.43%、1.58%和22.71%。光周期敏感指数由2对隐性上位主基因及多基因控制,主基因和多基因遗传率分别为50%和37.5%。同时也估算了该DH群体的其他遗传参数。因此,开花期和光周期敏感性主要由2对或2对以上主基因及多基因控制,不同光周期条件下开花期基因之间的互作模式有所不同。同时也讨论了本研究结果在育种中的意义。     

中国南瓜可溶性固形物含量的主基因+多基因遗传分析

为明确中国南瓜可溶性固形物含量的遗传规律,选用中国南瓜杂交获得的6世代群体(P1、P2、F1、F2、BCP1、BCP2)为材料,应用植物数量性状的主基因+多基因遗传模型研究其遗传规律。结果表明,该群体可溶性固形物含量的遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型,2对主基因的加性效应均为-0.7077,均使可溶性固形物含量降低;显性效应分别为3.5034和1.3586,均使可溶性固形物含量升高。多基因的加性效应和显性效应分别为2.3066和-0.6679。其主基因遗传率在BCP1、BCP2、F2分别为17.06%、56.01%、95%,多基因遗传率在BCP1、BCP2、F2分别为47.16%、18.78%、0;说明主基因表现出较高的遗传力,可以在早期世代对可溶性固形物含量进行选择。研究为中国南瓜育种品质性状选择和分子标记辅助选择提供了理论依据。