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     

籼稻稻米外观品质性状的遗传主效应和环境互作效应分析

 利用不同环境条件下的试验资料分析了遗传主效应和环境互作效应对籼稻5个外观品质性状的影响。结果表明,糙米长、糙米长宽比和糙米长厚比主要受制于遗传主效应,而糙米宽和糙米厚的表现则主要受到环境互作效应的影响。其中糙米长、糙米长宽比和糙米长厚比3个性状的遗传主效应以母体效应为主,而糙米宽和糙米厚的遗传主效应则以细胞质效应为主。在环境互作效应中,所有外观品质性状均以母体互作效应为主。基因的加性效应和加性互作效应是影响糙米长、糙米长宽比和糙米长厚比表现的主要因子,而糙米宽和糙米厚则主要受制于基因的显性效应。遗传效应预测值结果表明,浙协2号A、协青早A、V20A、测早2-2等是改良杂交后代稻米外观品质性状的良好亲本,其中浙协2号A亲本的外观品质性状预测值在两年中的环境互作效应较为一致,不易受到外界条件的影响。     

6个小黑麦品种产量构成性状的基因效应和配合力分析

为了给小黑麦育种工作提供理论依据,利用Griffing完全双列杂交方法Ⅱ,采用加性-显性模型对6个小黑麦亲本的单株产量、单株稳数、每穗粒数、千粒重、株高、穗下节间长和穗长7个产量构成性状的基因效应、遗传组成和配合力进行了研究.结果表明,千粒重的遗传由加性效应和显性效应共同控制,株高由加性效应起主要作用,而单株产量、每穗粒数和穗下节间长除加性效应和显性效应控制外,还可能受上位性效应和环境效应控制.除新小黑麦4号外,其它亲本的大部分性状的显性效应预测值达到了负的极显著水平,预示着这些亲本杂种后代的产量性状将有明显的自交衰退现象.新小黑麦3号、新小黑麦4号的千粒重、株高和穗下节间长的加性效应达到了极显著水平,一般配合力也较高,因此这两个品种宜作为改良产量构成性状的骨干亲本.新小黑麦5号×H03-7杂交组合的特殊配合力在所有性状上均表现为正向效应,可作为改善产量构成性状的杂交组合.     

粳型杂种稻米品质性状的遗传表达

 应用莫惠栋等新近提出的p+q+2pq交配设计及其分析方法,分析了粳型杂种9个品质性状的遗传表达,试验材料p=4, q=7。结果表明：(1)糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒宽和垩白率6个性状的遗传受母株基因型控制,它们在F2米粒间(着生在F1植株上)没有发生遗传分离,而糊化温度、直链淀粉含量和胶稠度3个性状在F2米粒间有显著的遗传分离,因此主要受胚乳基因型控制。(2)除直链淀粉含量外,其余8个性状的遗传变异均以加性方差为主。在直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度3个性状中,种子性状分离方差都占有较高比例,进一步证明了F2种子的这3个性状的遗传主要是由胚乳自身的基因型决定的。(3)正反交测验的结果表明,9个品质性状均存在显著的细胞质效应,但细胞质遗传方差仅占遗传总方差的2.49%(糊化温度)～29.3%(精米率),多数性状集中在2%与5%之间,所以品质性状的细胞质遗传效应在总体上是不大的,但在性状间存在差异。     

粳型杂种稻米品质性状的遗传表达

应用莫惠栋等新近提出的P十ｑ＋2Ｐｑ交配设计及其分析方法,分析了模型杂种９个品质性状的遗传表达,试验材料P＝４,ｑ＝７。结果表明：（１）糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒宽和垩白率６个性状的遗传受母株基因型控制,它们在Ｆ２米粒间（着生在Ｆ１植株上）没有发生遗传分离,而糊化温度、直链淀粉含量和胶稠度３个性状在民米粒间有显著的遗传分离,因此主要受胚乳基因型控制。（２）除直链淀粉含量外,其余８个性状的遗传变异均以加性方差为主。在直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度３个性状中,种子性状分离方差都占有较高比例,进一步证明了Ｆ２种子的这３个性状的遗传主要是由胚乳自身的基因型决定的。（３）正反交测验的结果表明,９个品质性状均存在显著的细胞质效应,但细胞质遗传方差仅占遗传总方差的２．４９％（糊化温度）～２９．３％（精米率）,多数性状集中在２％与５％之间,所以品质性状的细胞质遗传效应在总体上是不大的,但在性状间存在差异。     

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。     

新质源（CMS—FA）杂交稻谷粒性状的遗传效应分析

采用加性一显性遗传模型（AD）,对新质源杂交稻（CMS—FA）遗传系统的10个亲本和25个杂种一代的谷粒性状进行遗传分析。结果表明,新质源杂交稻的千粒重和粒长的遗传主要受加性效应控制,它们的狭义遗传率较大且均达极显著水平,在早代对这2性状进行选择可达到较好的效果,而粒宽、长宽比各项遗传方差分量均不显著。亲本加性遗传效应...     

大豆籽粒重的遗传效应分析

以亲本、F1、F2三个世代为材料,采用混合模型方法,分析大豆百粒重的种子效应、细胞质效应和母体植株效应.结果表明,大豆籽粒重除受到种子直接加性和显性作用外,还有来自母体植株的加性和显性作用,这些效应均达到显著水平.其中母体显性效应方差最大,其次是种子直接加性效应,种子直接显性效应和母体加性效应的相对比例较小.从遗传体系来看,母体效应略高于种子直接效应.种子和母体效应的广义遗传率和狭义遗传率都达到显著水平,总的狭义遗传率达到40%.根据亲本育种值的预测,东农7819号和东农46号两亲本有利于提高籽粒重.     

大豆籽粒异黄酮含量的遗传效应分析

以朱军提出的混合模型方法,采用亲本、F1、F2 3个世代,分析大豆异黄酮含量的胚效应、细胞质效应和 母体效应。结果表明,大豆种子中异黄酮含量同时受到胚遗传效应和母体遗传效应的控制,并且母体效应的作用 要高于胚遗传效应。胚显性方差、母体加性方差和母体显性方差均达到显著水平。在胚和母体两套遗传体系中, 加性效应方差占总遗传方差的18. 8% ,胚显性方差与母体显性方差之和占总遗传方差的81. 2%。胚广义遗传率为 17. 3% ,母体效应的广义遗传率为33. 6%。异黄酮含量与株高和单株产量的正向基因型协方差、异黄酮含量与单 株节数的负向基因型协方差达到显著水平。异黄酮含量与株高和单株产量间主要以母体显性协方差为主,异黄酮 含量与单株节数间主要以胚加性协方差为主。     

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。     

国外种质×国内种质玉米单交种产量构成性状的遗传分析

应用莫惠栋最新提出的p q 2pq交配设计及其分析方法,研究84个玉米杂交组合及其13个亲本的株型、穗型、粒型等14个性状的遗传机制。结果表明:株高、叶夹角、穗长、穗粗、秃尖、结实长、穗行数、行粒数、容重、子粒长、子粒厚11个性状的遗传符合加性-显性模型,穗粗、穗行数、容重、子粒长、子粒厚以加性效应为主;穗位、百粒重、子粒宽的遗传符合加性-显性-上位性模型,其中子粒宽以上位性效应为主;除容重、子粒厚外,各性状的显性方向为正向显性;除子粒宽、子粒厚外,各性状还受到细胞质效应的影响;狭义遗传力排序为子粒长>子粒宽>容重>穗行数>穗粗>子粒厚>百粒重>株高>穗位>叶夹角>穗长>秃尖>结实长>行粒数。     

杂交水稻种子穗萌遗传效应的研究

 以穗萌抗性水平不一的6个不育系和7个恢复系为亲本材料，采用不完全双列杂交的试验设计，并运用包括胚乳、细胞质和母体植株三套遗传体系的种子遗传模型及估算遗传方差分量和预测遗传效应值的统计分析方法，对杂交水稻种子穗萌特性的遗传效应进行了研究。结果表明，杂交水稻种子的穗发芽率同时受种子直接加性、种子直接显性和母体加性效应的影响，且以种子直接效应为主，不受细胞质和母体显性效应的影响。在选择育种中，田间穗上发芽率以单粒选为好。而穗萌指数同时受制于种子直接遗传效应、母体效应和细胞质效应，但母体植株中只测到显著的母体加性效应。     

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。     

节节麦大穗大粒相关农艺性状的遗传分析

节节麦(Aegilops tauschii,DD)是六倍体普通小麦D基因组的祖先,其自然类群中含有丰富的抗逆、高产基因,利用其与四倍体硬粒小麦合成的六倍体小麦在现代小麦育种中得到了愈来愈多的应用。本课题在野生节节麦类群中发现了大穗、大粒材料AT462,利用其作母本与节节麦材料AT18(强分蘖)杂交;构建了F2、F3群体,通过调查亲本和群体单株的穗长、小穗数、粒长、粒宽和粒重等表型,对这些穗部性状进行了相关性分析和遗传分析。结果表明:(1)在F2和F3群体中,粒重、粒长与穗长之间不存在显著相关性,而且穗长与粒宽之间在两个群体中的平均相关系数绝对值小于0.1,粒重与小穗数之间的相关系数绝对值小于0.2,表明节节麦大粒相关性状不受穗长的影响,受小穗数影响也较小;(2)采用F2单世代分离分析的方法对节节麦AT462×AT18的F2群体大穗、大粒相关性状进行遗传分析,其中穗长受2对具有加性效应的主效基因控制;粒重和小穗数均同时受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,其中加性效应占主导地位;粒长、粒宽均受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,且三种效应较为均衡。这说明控制节节麦粒重、穗长、小穗数等产量性状相关基因的加性效应在遗传中占主导地位,在育种中较易利用,且其主效基因的遗传力达0.9。