水稻籼粳杂交胚囊败育的遗传分析和基因定位

利用DH系构建的分子图谱及DH系衍生的2个回交群体定位了引起籼粳杂种胚囊败育的2个互补的主效基因esa-1(E1或e1位点)和esa-2(E2或e2位点),它们分别位于第6和第12染色体.在不育基因位点,籼稻基因型为E1E1e2e2,粳稻基因型为e1e1E2E2,杂交后代中基因型为E1E2,E1e2,e1E2的雌配子体正常发育,携带e1e2基因型的雌配子体表现败育.胚囊育性受配子体基因型控制,孢子体遗传背景影响胚囊败育基因的表达.     

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。     

水稻籼粳杂种F_1雌配子体败育的超微结构和酸性磷酸酶细胞化学研究(简报)

籼粳稻亚种间杂交是获得强优势种的有效途径之一。但主要存在如何克服杂种F_1结实率低的问题。影响F_1结实率的因素是很复杂的,部分胚囊败育而丧失授精能力是其中的主要原因。因此阐明籼粳杂种雌配子体败育的机理,成了当前籼粳亚种杂交优势利用研究的重要课题之一。目前对籼粳杂种雌配子体败育的细胞学研究特别是超微结构方面的研究不多。Oka和Doida观察到败育发生在大     

水稻感光性和光敏不育性的发育遗传关系

在人工气候室控制的光长与温度下,用光敏不育系7001S与早中熟粳稻(Oryza sativa ssp,japoni-ca)感光性弱的“秋光”、“有芒早粳”和“CPSLO-l7”3个品种分别杂交,分析了杂种F_1、F_2植株育性与感光性的表现,以及两者的关系。结果表明:这3个组合的恢复亲本均属于具两对光敏不育的恢复基因的品种。F_1植株均倾向晚熟亲本,说明控制感光性强的基因属于显性。F_2植株在长日照下表现为不育株的感光性均倾向感光性强的亲本;且有不少不育株为晚熟超亲;在少数弱感光性的植株中没有不育株。说明光敏不育基因与感光性基因关系密切,可能两者有连锁关系,光敏不育基因要在感光性基因表达的基础上才能表达。     

光敏核不育水稻农垦58S与正常品种“农垦58”在pmsl区段无育性基因分离

光敏核不育水稻农垦58S系由正常品种“农垦58”(Oryza sativa L.ssp.japonica)自然突变产生。为弄清该突变基因在染色体上的位置,曾用覆盖整个水稻基因组的300余个RFLP探针对农垦58S和“农垦58”进行了对比分析,得到了7个具多态性的探针,其中2个探针RG30和RZ626正好落在第7染色体上以前定位的光敏核不育基因pmsl所在的区段。以这两个标记对农垦58S/“农垦58”组合F_2随机群体140单株进行了RFLP分析,按RFLP基因型分组对育性作方差分析,结果表明,这2个标记位点与此群体中引起育性分离的位点无连锁关系。说明由正常“农垦58”变为光敏核不育农垦58S的突变基因不在pmsl区段。     

水稻零等位RFLP标记的遗传学研究

采用8种限制性内切酶与247个已定位到水稻12条染色体上的分子探针组合,对典型籼稻(Oryza sativa L.ssp.indica)“南京11”和粳稻(O.sativa L.ssp.japonica)“金南凤M”以及中间型品种“Bellemont”之间存在的零等位位点进行了分析,9个探针揭示出零等位位点的存在。其中,RG573、G122、G93、G402和G1318特异揭示了“南京11”的零等位,G261特异揭示了“金南凤M”的零等位,RG229特异揭示了“Bellemont”的零等位,C397揭示了“南京11”和“Bellemont”的零等位,而RG131揭示了“金南凤M”和“Bellemont”的零等位。利用“南京11”/“金南凤M”的杂交F_2群体,对其中58个单株进行了7个零等位RFLP标记及程氏指数法中的6个形态性状的测验,据此计算出各植株的零等位基因型及籼、粳分类指数,结果表明:零等位标记在F_2群体中呈显性遗传。在F_2群体中进一步对G93、G122、G261、G402、G1318、C397、RG573零等位标记与程氏指数之间进行了成组数据t测验,发现G93、G122、G402、G1318、G397差异达显著或极显著水平,G261、RG573的t值也较大,显示出零等位标记在籼、粳交后代,可特异鉴定籼、粳差异。     

典型籼粳杂种不育性的分子标记分析及其遗传基础

对典型籼粳杂种育性遗传基础的研究是快速进行广亲和系培育的前提。以回交群体Balilla/南特号∥Balilla为育性基因的分析群体,利用SSR标记研究了该群体中控制小穗育性和花粉育性的基因位点,对于小穗育性共检测到2个QTLs,Qsptf1和qSPTF6,分别位于第1和第6染色体上,其加性效应分别为13．501和—16．414。根据前人的研究结果,以及qSPTF6在第6染色体上所处的位置,可以推断qSPTF6即为S—5位点。在花粉育性的QTLs检测中,发现在第7和第9染色体上有两个QTLs,qPLLN7和qPLLN9,其加性效应分别为—12．003和—11．012,可以分别解释表型变异的12．9％和10．3％。位点的互作分析表明,在该研究群体中,存在大量的位点互作影响小穗育性和花粉育性,在0．005显著水平上,检测到61对和51对位点互作分别影响小穗育性和花粉育性。说明籼粳杂种的不育性除了主效基因的单独作用以外,位点之间的互作,即上位性也是一重要的遗传因素。     

太古核不育小麦显性不育基因的染色体组测定

以太谷核不育小麦为母本与5个四倍体小麦种——硬粒小麦、波斯小麦、波兰小麦、埃及小麦、东方小麦为父本,进行杂交和回交。杂种F_1育性分离比例是:不育株与可育株为1:1,染色体构型为14Ⅱ+7Ⅰ。不育株的回交后代是随着回交次数的增加,分离出的不育株数逐次减少,可育株数逐次增多,极显著偏离1:1;BC_3不育株绝大多数染色体构型为14 Ⅱ+1 Ⅰ,带有一个单价体,BC_3可育株染色体构型为14Ⅱ。杂种F_1的可育株,其回交后代全是可育株,没有分离出1株不育株。以太谷核不育小麦为母本与3个六倍体小麦种—印度矮生小麦、瓦维洛夫小麦、密穗小麦为父本,进行杂交和回交,其后代育性分离比始终为1:1。测定结果表明:太谷核不育小麦的显性不育基因是在D组染色体的某个染色体上。因而这个基因不能直接导入不含有D组染色体的小麦种中去,如硬粒小麦。     

利用RFLP标记分析一对水稻籼粳交双单倍体的基因型

对一对籼(Oryza sativa ssp.indica)粳(O.sativa ssp.japonica)(“圭630”/“02428”)杂种进行花药培养获得81个双单倍体(DH),构建了有233个RFLP标记的水稻遗传连锁图谱。对各DH系的“圭630”等位基因组频率及图示基因型进行了分析。结果表明,该DH群体的平均基因组频率为49％,各DH系分布在29.3％～78.6％之间,集中分布在44％～49％之间;有130个RFLP标记出现显著的偏分离,偏父本与偏母本分离的标记数基本相等;同向偏分离的标记常集中在一些染色体或染色体的某些区段;各染色体的平均基因组频率分布在29％～65％之间,出现明显的偏父或偏母分离;一些DH中出现其特征完全来于某一亲本的染色体,可能与这些染色体在减数分裂期的同源配对和交换有关。     

光敏核不育水稻农垦58S 41 kD蛋白质的N—端序列分析

光敏核不育性受1对或2对或3对隐性主基因控制,这反应了光敏核不育特性遗传机制的复杂性。张端品等用形态标记法将农垦58S光敏核不育基因定位于第5染色体。胡学应和万邦惠用同工酶法以农垦58S/02428 F_2群体为材料,将光敏核不育基因定位于第6和11染色体;Zhang等用RFLP法以32001S/明恢63 F_2群体为材料将不育基因定位于第3和7染色体。这三种方法所得到的定位结果完全不同,综合起来,第3、5、6、7和11染色体均有光敏核不育基因的位点,由此结果可得出两种解释:1.光敏核不育性由多对基因、至少5对基因控制;2.上述定位方法均是以不育(可育)性状在F_2群体中的分离模式为依据,育性划分界线的不同将会造成分离群体中单株表现值的差异,从而影响定位结果的精确性;再者不同实验室使用的材料不一致,已知不同遗传背景和光温条件影响光敏核不育基因的表达。因此,染色体定位结果有待确证。光敏核不育基因在染色体上定位的复杂性和不一致在某种程度上影响了基因克隆和光敏核不育分子机制的研究。无论光敏核不育性的遗传机制如何复杂,上述结果     

水稻花药培养力的遗传分析及基因定位

在栽培稻的籼粳亚种间,花药培养力存在显著差异,这一差异主要是由遗传因素引起的。以适合籼粳稻杂种花药培养的SK_3培养基,经花药培养获得了一个籼粳交F_1代的加倍单倍体(DH)群体,对该群体的110个株系用同一种培养基进行花药培养,利用该群体构建的分子图谱进行有关水稻花药培养力的数量性状基因座位(QTLs)的分析。结果表明,与水稻花药培养力有关的4个性状在DH群体中均表现为连续分布,愈伤组织诱导率与绿苗分化率之间不存在相关性,而绿苗产率与愈伤组织诱导率和绿苗分化率均显著相关。在第6、7、8、10和12 5条染色体上分别检测到与愈伤组织诱导率有关的5个QTLs,其加性效应均为正。在第1和第9染色体上检测到与绿苗分化率有关的2个QTLs,这两个性状间的QTs不存在连锁。在第9染色体上有一个主效基因与白苗分化率有关,对绿苗产率则没有检测到特有的QTL。     

Genetic analysis of leaffolder resistance in rice

A double haploid(DH)population,which consists of 120 lines derived from anther culture of a typical indica and japonica hybrid 'CJ06'/'TN1',was used to investigate the genetic basis for rice leaffolder resistance.Using a constructed molecular linkage map,five QTLs for rolled leaves were detected on chromosomes 1,2,3,4,and 8.The positive alleles from CJ06 on chromosomes 3,4,and 8 in-creased the resistance to rice leaffolder,and the alleles from TN1 on chromosomes 1 and 2 also enhanced resistance to leaffolde...     

Genetic analysis of leaffolder resistance in rice

A double haploid(DH)population,which consists of 120 lines derived from anther culture of a typical indica and japonica hybrid'CJ06'/'TN1',was used to investigate the genetic basis for rice leaffolder resistance.Using a constructed molecular linkage map,five QTLs for rolled leaves were detected on chromosomes 1,2,3,4,and 8.The positive alleles from C J06 on chromosomes 3,4,and 8 in-creased the resistance to dee leaffolder,and the alleles from TN1 on chromosomes 1 and 2 also enhanced resistance to leaffolder.The interactions between QTLs were identified and tested,and four conditional interactions were acquired for resistance to rice leaffolder.These loci were located on chromosomes 2,9,10,and 11,respectively.QTL pyramiding indicated that the positive alleles affect resis-tance to leaffolder.The prospective application of this data in rice breeding was also discussed.     

Analysis of quantitative trait loci which contribute to anther culturability in rice (Oryza sativa L.)

Anther culturability of rice is significantly different between indica and japonica varieties. A doubled haploid (DH) population was established via anther culture of an indica/japonica hybrid on SK₃ medium, which had been shown particularly suitable for anther culture of indica/japonica hybrids. For analyzing the quantitative trait loci (QTLs) responsible for anther culturability, anthers of the DH lines were again cultured with SK₃ medium and parameters for four traits representing the anther culturability were surveyed and analyzed with the molecular map constructed from the same DH population. The parameters for four major traits were as follows: callus induction frequency (CI), green plantlet differentiation frequency (GPD), albino plantlet differentiation frequency (APD), and green plantlet yield frequency (GPY). All four traits displayed continuous distributions among the DH lines. The correlation coefficients between these traits were also tested and showed that there was no relationship between callus induction and green plantlet differentiation frequencies, but both showed strong positive correlation with the frequency of green plantlet yield. For callus induction frequency, five QTLs were identified on chromosomes 6, 7, 8, 10 and 12. Two QTLs for green plantlet differentiation frequency were located on chromosomes 1 and 9. There was a major QTL for albino plantlet differentiation frequency on chromosome 9. No independent QTL was found for green plantlet yield frequency. The results may be useful in the selection of parents with high response to anther culture for rice haploid breeding and in the establishment of permanent DH populations for molecular mapping.     

利用分子标记定位水稻野败型核质互作雄性不育恢复基因

以籼稻恢复系圭６３０与粳型广亲和品种０２４２８的Ｆ１代花药培养,获得８１个双单倍体（ＤＨ）,构建了有２３３个ＲＦＬＰ标记的分子图谱。用籼稻野败型不育系珍汕９７Ａ测定各ＤＨ系的恢复性,并将恢复性作为数量性状进行ＱＴＬ的区间作图分析,鉴别出８个基因座位,其中有２个基因座位,Ｒｆｉ－３和尾Ｒｆｉ－４,单个ＱＴＬ的基因贡献值分别是４９．６％和３５．４％,对育性恢复起主要作用,定为主效基因座位,位于第三和四染色体上,其它６个基因座位对育性恢复亦有一定的影响。表明野败型雄性不育恢复性是受主效基因和微效基因共同控制的性状。     

水稻穗颈维管束及穗部性状的QTL分析

以籼稻(Oryza sativa L. ssp. indica ZYQ8)和粳稻(O. sativa ssp. japonica JX17)的杂交F1代花培加倍的DH群体为材料考察了该群体的穗颈节大小维管束数、一次枝梗数、每穗颖花数、穗颈节顶部直径和穗长,并用该群体构建的分子图谱进行数量性状座位(QTL)分析.检测到控制大维管束的3个QTL (qLVB-1、qLVB-6和qLVB-7)分别位于第1、第6和第7染色体;控制小维管束的2个QTL (qSVB-4和qSVB-6)分别位于第4和第6染色体;控制一次枝梗的4个QTL (qPRB-4a、qPRB-4b、qPRB-6和qPRB-7)分别位于第4 (2个)、第6和第7染色体;每穗颖花数的3个QTL (qSPN-4a、qSPN-4b和 qSPN-6)分别位于第4 (2个)和第6染色体上;穗颈节顶部直径的5个QTL (qPTD-2、qPTD-5、qPTD-6、qPTD-8和qPTD-12)分别位于第2、第5、第6、第8和第12染色体;穗长的3个QTL (qPL-4、qPL-6和qPL-8)分别位于第4、第6、第8染色体上.其中qLVB-6、qSVB-6、qSPN-6、qPTD-6和qPL-6均位于第6染色体的G122-G1314b之间;qPL-8和qPTD-8位于第8染色体的GA408-BP127a之间;qPRB-4a和qSPN-4a位于第4染色体的G177-CT206之间;qPL-4和qSPN-4b位于第4染色体CT404-CT500之间;qSVB-4所在的区间与qPL-4、qSPN-4b和qPRB-4b所在的区间相邻.     

水稻穗颈维管束及穗部性状的QTL分析

以籼稻 (OryzasativaL .ssp .indicaZYQ8)和粳稻 (O .sativassp .japonicaJX17)的杂交F1代花培加倍的DH群体为材料考察了该群体的穗颈节大小维管束数、一次枝梗数、每穗颖花数、穗颈节顶部直径和穗长 ,并用该群体构建的分子图谱进行数量性状座位 (QTL)分析。检测到控制大维管束的 3个QTL (qLVB_1、qLVB_6和qLVB_7)分别位于第 1、第 6和第 7染色体 ;控制小维管束的 2个QTL (qSVB_4和qSVB_6 )分别位于第 4和第 6染色体 ;控制一次枝梗的 4个QTL (qPRB_4a、qPRB_4b、qPRB_6和qPRB_7)分别位于第 4(2个 )、第 6和第 7染色体 ;每穗颖花数的 3个QTL (qSPN_4a、qSPN_4b和qSPN_6 )分别位于第 4(2个 )和第 6染色体上 ;穗颈节顶部直径的 5个QTL (qPTD_2、qPTD_5、qPTD_6、qPTD_8和qPTD_12 )分别位于第 2、第 5、第 6、第 8和第 12染色体 ;穗长的 3个QTL (qPL_4、qPL_6和qPL_8)分别位于第 4、第 6、第 8染色体上。其中qLVB_6、qSVB_6、qSPN_6、qPTD_6和qPL_6均位于第 6染色体的G12 2_G1314b之间 ;qPL_8和qPTD_8位于第 8染色体的GA40 8_BP12 7a之间 ;qPRB_4a和qSPN_4a位于第 4染色体的G177_CT2 0 6之间 ;qPL_4和qSPN_4b位于第 4染色体CT40 4_CT5 0 0之间 ;qSVB_4所在的区间与qPL_4、qSPN_4b和qPRB_4b所在的区间相邻。     

水稻分蘖角度的ＱＴＬs分析

分蘖角是水稻株型构成的重要性状之一,在育种上人有极其重要的意义,利用分蘖角度差异显著的１对籼粳亲本,将其杂交Ｆ１代花培加倍,构建了１个ＤＨ群体,考察了１１５个ＤＨ株系的分蘖角度,并使用该群体构建的分子图谱进行数量性状座痊（ＱＴＬs)分析。分别在第９和１２个染色体上检测３个ＱＴＬs(qTA-9a、qTA－９b和qTA－１２）,贡献率分别为２２．７％、１１．９％和２０．９％,其加性效应均为负,表明由分蘖角度较大的窄占青８号的基因控制,并讨论了这种由主产和微效基因控制的分蘖性状在育种学上的应用。     

水稻柱头外露率的QTL分析

利用高柱头外露率的籼稻窄叶青8号(ZYQ8)和极低外露率的粳稻京系17(JX17)以及由它们构建的加倍单倍体(DH)群体,在海南对各DH株系的柱头外露率进行调查,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到2个控制水稻柱头外露率的QTL(qPES-2,qPES-3),分别位于第2、第3染色体;并发现控制柱头单边外露率的QTL与柱头外露率完全一致,而控制柱头双边外露率的QTL在第2染色体上检测到;其增效基因均来源于ZYQ8。同时定位的控制穗粒数的QTL位于第6染色体和第8染色体上,与柱头外露率之间没有连锁关系。     

Comparative mapping of QTLs for agronomic traits of rice across environments by using a doubled-haploid population

We report here the RFLP mapping of quantitative trait loci (QTLs) which affect some important agronomic traits in cultivated rice. An anther culture-derived doubled-haploid (DH) population was established from a cross between indica and japonica rice varieties. A molecular linkage map comprising 137 markers was constructed based on this population which covered the rice genome at intervals of 14.8 cM on average. The linkage map was used to locate QTLs for such important agronomic traits as heading date, plant height, number of spikelets per panicle, number of grains per panicle, 1 000-grain weight and the percentage of seed set, by interval mapping. Evidence of genotype-by-environment interaction was found by comparing QTL maps of the same population grown in three diverse environments. A total of 22 QTLs for six agronomic traits was detected which were significant in at least one environment, but only seven were significant in all three environments; seven were significant in two environments and eight could only be detected in a single environment. However, QTLs-by-environment interaction was trait dependent. QTLs for spikelets and grains per panicle were common across environments while traits like heading date and plant height were more sensitive to environment. Received: 22 February 1996 / Accepted: 10 May 1996