栽培稻杂种不育性的遗传研究——Ⅲ.不同类型品种F_1花粉不育性的等位基因分化

以台中65等基因F_1不育系为遗传测验种,测定了栽培稻(O.sativa)45个品种在3个F_1不育基因座的基因型和等位基因的分化度。在S-E3基因座上,除Dular带有S_i/S_i基因型外,其余被测品种均带有S_i/S_i基因型。在S-E2和S-E5基因座上,籼型品种带有高频率的S_i基因,而粳型品种带有高频率的S_i基因。S_i和S_i均具有不同的分化度。籼型品种携带的S_i基因和粳型品种携带的S_i基因具有较高的分化度。中间型品种和广亲和品种的等位基因分化在S-E2基因座上与粳型品种相似,而在S-E5基因座上与籼型品种相似。此外,分析了各类型品种相互杂交F_1杂种在S-E2和S-E5基因座的杂合率、杂合度和杂合性。与籼/粳杂种相比,中间型品种(包括广亲和品种)与籼型和粳型品种杂交,F_1杂种均具有较低的平均杂合性,从而表现出较高的亲和性。因此,无论是杂种不育性还是杂种亲和性均由花粉不育基因控制。花粉不育基因也称为特异亲和基因。     

上位性和QTL×环境互作对水稻(Oryza sativa L.)抽穗期的影响

水稻抽穗期是重要的农艺性状之一,对水稻品种的地理分布和适应性起到关键性作用。适宜的抽穗期是获得高产的前提。因此确定水稻抽穗期的遗传基础在育种计划中具有重要的意义。本研究用一套来源于亲本IR64/Azucena的双单倍体(DH)群体在两个种植季节的试验资料,用基于混合线性模型的复合区间作图方法,对水稻抽穗期QTL的加性、上位性及其与环境互作效应进行了研究。结果表明共有14个QTL影响水稻抽穗期,它们分布在除第5和第9条染色体外的10条染色体上,有8个位点携带单位点效应,5对位点携带双位点互作效应,2个单位点和1对双位点存在与环境的互作,所有效应值介于1.179～2.549天之间,相应的贡献率为1.04%～4.84%。基于所估算的QTL效应值,本研究预测了两个亲本和两个极端型品系的遗传效应值,并讨论了影响遗传效应值与实际观测值偏差的可能原因,以及研究群体所具有的遗传潜力。对水稻抽穗期QTL的定位结果与前人研究基本一致,并进一步证实了上位性和QE互作效应是水稻抽穗期的重要遗传基础。     

甘蔗实生苗的数量性状相关及选种标准的数学模型研究

本文用25个甘蔗杂交组合的2500丛实生苗的数量性状茎径、茎数、株高和锤度,进行净相关分析、各性状分级频率统计、多项式回归分析及多项式方程求解分析,结果表明：（1）各对数量性状的总体单相关,除茎数与锤度单相关接近显著外,其余均达到极显著水平;各对数量性状的二级净相关,茎数与锤度达显著水平,其余的均达极显著水平;这四个数量性状的复相关系数也达到极显著水平.表现为甘蔗数量性状间是互相影响、互为矛盾,构成品质、产量性状间的矛盾与统一.（2）经标准化的茎数（x′2）、株高（x′3）和锤度（x′4）分别依茎径（x1）真值回归的三次多项式回归方程为,x′2=10.543-14.534x′1＋6.55x2^2-0.968x1^3; x′3=-0.573-1.654x1＋1.249x1^2-0.185x1^3;x′4=-2.926＋3.502x1-1.221x1^2＋0.116x1^3.根据这些方程的升降性,分别组成联立方程组,寻找出这四个数量性状的数学摸型入选标准的最适值分别约为：茎径2.4cm、茎数4条/丛、株高180cm、锤度20.0%.最后根据茎径的标准差,求得甘蔗实生苗数量性状的入选标准数学模型值.     

甘蔗生物量育种的ADGE遗传分析

对甘蔗11个亲本品种及不完全双列杂交(NCdesignⅡ)遗传设计的30个组合的F1代实生苗生物量进行加性-显型-随机环境效应模型(ADGE)分析。结果表明:甘蔗的生物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;甘蔗杂交亲本对其后代表型的遗传作用主要为母本的遗传效应影响;甘蔗生物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,说明了对甘蔗生物量性状在选育种早期阶段的选择效果好;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;根据杂交组合显性随机效应分析,认为粤糖72/426×ROC16、粤糖79/177×ROC24、粤糖79/177×ROC23及粤糖80/101×ROC22是较优良的高生物量甘蔗杂交组合,可以应用于甘蔗的高生物量育种。     

上位性和QTL×环境互作对水稻(Oryza sativa L.)抽穗期的影响

水稻抽穗期是重要的农艺性状之一,对水稻品种的地理分布和适应性起到关键性作用。适宜的抽穗期是获得高产的前提。因此确定水稻抽穗期的遗传基础在育种计划中具有重要的意义。本研究用一套来源于亲本IR64/Azucena的双单倍体（DH）群体在两个种植季节的试验资料,用基于混合线性模型的复合区间作图方法,对水稻抽穗期QTL的加性、上位性及其与环境互作效应进行了研究。结果表明共有14个QTL影响水稻抽穗期,它们分布在除第5和第9条染色体外的10条染色体上,有8个位点携带单位点效应,5对位点携带双位点互作效应,2个单位点和1对双位点存在与环境的互作,所有效应值介于1.179～2.549天之间,相应的贡献率为1.04%～4.84%。基于所估算的QTL效应值,本研究预测了两个亲本和两个极端型品系的遗传效应值,并讨论了影响遗传效应值与实际观测值偏差的可能原因,以及研究群体所具有的遗传潜力。对水稻抽穗期QTL的定位结果与前人研究基本一致,并进一步证实了上位性和QE互作效应是水稻抽穗期的重要遗传基础。     

水稻生物学产量及其构成性状的QTL定位

QTL的加性效应、加性×加性上位性效应及它们与环境的互作效应是数量性状的重要遗传分量.利用IR64/Azucena的125个DH品系为群体,分析了水稻生物学产量及其两个构成性状干草产量和谷粒产量的遗传组成.用基于混合模型的复合区间作图(MCIM)方法进行QTL定位.检测到12个位点有加性主效应,27个位点涉及双位点互作,18个位点存在环境互作.结果表明水稻生物学产量和它的两个构成性状普遍存在上位性效应和QE互作效应.此外,还探讨了性状间相关的遗传基础.发现4个QTLs和一对上位性QTLs可能与生物学产量与干草产量之间的正相关有关.3个QTL可能与干草产量与谷粒产量之间的负相关有关.这些结果可能部分地解释了这3个性状相关的遗传原因.通过对水稻生物学产量及其两个构成性状所定位QTL的分析,加深了对数量性状QTL的认识.首先,QTL的上位性效应和QE互作效应是普遍存在的;其次,QTL的多效性或紧密连锁可能是遗传相关的原因,当QTL对两个性状作用的方向相同时可导致正向遗传相关,反之则为负向遗传相关,当有些QTL表现为同向作用而另一些QTL表现为反向作用时,则可削弱性状间的遗传相关性;第三,复合性状的QTL效应可分解为其组成性状的QTL效应,如果QTL对各组成性状的效应方向相反而相互抵消,可使复合性状的QTL效应不易被检测;第四,加性效应的QTL常参预构成上位性效应,而具有上位性效应的QTL并非都有加性主效应,表明忽略上位性的QTL定位方法会降低检测QTL的功效;最后,鉴别不同类型的QTL效应有利于指导育种实践,选择主效QTL适用于多环境,QE互作QTL适用于特定环境,对上位性QTL应强调选择基因组合而并非单个基因.