用单片段代换系(SSSLs)研究水稻株高及其构成因素QTL加性及上位性效应

株高是典型的数量性状,易受遗传背景和环境等因素的影响。单片段代换系和双片段聚合系减少了个体间遗传背景的干扰,是鉴定QTL和研究QTL上位性的新型遗传材料。本研究采用随机区组试验设计方法以初级单片段代换系间杂交衍生的16个次级单片段代换系和15个双片段聚合系分析了株高及其构成因素QTL的加性效应及加性×加性上位性效应。共鉴定出11个QTL,其中3个株高QTL,1个倒1节间长QTL,2个倒2节间长QTL,2个倒3节间长QTL和3个倒4节间长QTL,分布于第4、6和10染色体上。鉴定出23对双基因互作,其中7对为没有显著效应的座位间互作,16对为有显著效应的QTL与没有显著效应的座位间互作。结果表明,QTL加性效应和QTL间的上位性效应都是株高及构成因素的重要遗传组成。通过单片段代换系杂交衍生的次级单片段代换系和双片段聚合系可提高QTL鉴定和上位性分析的灵敏度。

基于SSSL文库的水稻设计育种平台

“设计育种”是21世纪初提出的新概念,是指有目的地利用作物基因组中有利等位基因来设计并培育人们所需要的品种。在过去的20年中,本实验室制定了“三步走”的策略开展水稻设计育种研究,构建了基于染色体单片段代换系(single-segment substitution line,SSSL)文库的水稻设计育种平台,并在水稻设计育种上取得了初步的成效。基于SSSL平台开展水稻设计育种,能有效地利用SSSL文库的基因资源,设计并培育出各种各样的水稻新元件、新品系和新品种。本文详细介绍了水稻SSSL文库的构建以及利用该文库开展水稻设计育种的探索,以期为水稻乃至作物的设计育种提供参考。

基于SSSL群体的玉米穗下节间长QTL分析

穗下节间长决定着玉米的穗位高和株高,而株高和穗位高与产量、抗倒伏性等重要农艺性状密切相关。玉米穗下第7、第8、第9节间长对穗位高具有决定作用,与其他农艺性状相比,对穗下节间长的遗传基础了解甚少。因此,研究玉米穗下节间长的遗传基础,对玉米育种有重要意义。本研究以lx9801为受体亲本,昌7-2为供体亲本通过连续回交和自交所构建的一套包含260份染色体单片段代换系的群体为研究对象,通过两年两环境的表型鉴定,并结合基因型数据对第7、第8、第9节间长和穗位高的QTL进行定位。共检测到18个第7节间长QTL,23个第8节间长QTL和17个第9节间长QTL,其中8个QTL是为第7、第8、第9节间长所共有。穗位高定位到的20个QTL中,有12个(60%)与第7、第8、第9节间长QTL共定位。说明第7、第8、第9节间长与穗位高有着共同的遗传基础,节间长也是穗位高的重要构成因子,决定着玉米的株高和穗位高。

基于单片段代换系的玉米百粒重QTL分析

籽粒大小是影响玉米产量的关键因素,百粒重是衡量籽粒大小的一个指标。本研究基于59份玉米染色体单片段代换系(SSSL)纯合体,对玉米百粒重性状进行2年6个试验环境的表型鉴定,利用t测验和重叠群作图的方法对SSSL内代换片段上的百粒重效应进行了QTL分析。共检测出20个百粒重QTL,分布在玉米的8条染色体上,其中14个(70.0%)在2个以上试验环境中被重复检出,4个(20.0%)在4个以上试验环境中被重复检出,在全部6个试验环境中重复检出且基因加性效应值较大的玉米百粒重QTL是位于玉米第5染色体Bin5.05区SSR分子标记bnlg278和umc1680附近的q100kw-5-3。研究结果为玉米籽粒大小性状相关基因的进一步精细定位和克隆奠定了基础。

玉米主要植株性状的杂种优势位点分析

【目的】鉴定玉米株高等植株性状的杂种优势位点为优良玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用一套以综3为供体,许178为受体的单片段代换系群体及其与轮回亲本许178的测交群体,于2014年在河南浚县、新乡、长葛3个试点进行田间鉴定,完全随机区组设计,3次重复,散粉后对株高、穗位高、叶片数进行测定。利用Duncan’s多重比较和t测验分别对玉米株高、穗位高和叶片数进行QTL分析和杂种优势位点分析。【结果】单片段代换系的测交群体在主要植株性状上均表现出一定的杂种优势,其中,株高在浚县、新乡和许昌点的中亲优势值分别为4.74%、3.61%和1.09%,穗位高的中亲优势值分别为6.06%、7.77%和7.51%,叶片数的中亲优势相对较小。利用SSSL群体在3个环境中定位了9个株高的QTL、10个穗位高的QTL、5个叶片数的QTL。利用测交群体定位了6个株高的杂种优势位点,其中3个HL同时被检测到;穗位高检测到8个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到;叶片数定位了5个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到。利用SSSL及其测交群体分别检测到3个植株性状的24个QTL和19个HL,在5个单片段代换系同时检测到同一性状的QTL和HL。【结论】株高、穗位高和叶片数的杂种优势在单片段代换系测交群体中呈:株高>穗位高>叶片数。定位到的QTL和HL中的一些在不同环境间存在保守性,且具有较大贡献率,这些主效QTL/HL所在的染色体区域可能存在调控所对应性状的主要基因,可作为进一步研究的依据。而且,少数染色体片段同时调控多个性状的杂种优势,表明所测性状间存在相关性。此外,定位到的株高、穗位高多数HL表现出超显性效应,而多数总叶片数相关的HL显示出显性效应,表明所测性状杂种优势主要来源于位点间的超显性效应。所测的3个性状间存在相关性,3个性状间平衡是遗传改良的重要目标。在育种实践中,上述主效QTL和HL可通过分子标记辅助选择,应用于理想株型育种,加快3个性状间协同改良进程。

氮胁迫与非胁迫条件下玉米叶形相关性状的QTL分析

【目的】叶片是植物光合作用的重要器官,也是蒸腾作用和抗逆的主要器官。在施氮(N+)与不施氮(N–)条件下鉴定玉米叶片相关性状的QTL,为高光效玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用玉米骨干系综3为供体,许178为受体,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许178为背景的综3单片段代换系(SSSLs)群体,其中包含160个单片段代换系。以这套SSSLs以及许178为材料,在施氮和不施氮条件下,通过一年三点(贵州贵阳、德江和云南罗平)的表型评价,利用复合区间作图法对叶面积、叶绿素含量和穗下绿叶数3个叶片相关性状进行QTL定位。【结果】在基因组范围内,两种氮处理条件下共检测到42个主要叶片相关性状QTLs,分布于10条染色体上。N+条件下,在3个地点共检测出8个叶面积的QTLs,5个穗下绿叶数的QTLs,8个叶绿素QTLs。其中,qLAI1b在3个环境中同时被检测到;qLAI1b在德江、贵阳和罗平点对叶面积的贡献率分别为14.41%、14.47%和16.38%,来自于综3的等位基因起增效作用。同时,穗下绿叶数QTL(qLN7a和qLN7b)在3个环境中均被检测到。在氮胁迫(N–)条件下,3个环境中共检测出9个叶面积QTLs,7个穗下绿叶数QTLs,8个叶绿素QTLs;其中,位于bin3.08的叶面积QTL qLAI3b,片段大小为120.48 cM,在德江、贵阳和罗平的贡献率分别为20.4%、12.8%和13.2%,来自于许178的等位基因起增效作用;玉米穗下绿叶数QTL,位于bin9.01区的穗下绿叶数QTL qLN9(umc1957~umc1867~umc2078),片段大小为62.7 cM。位于bin4.08的叶绿素含量QTL qCHL4a,片段大小为18.69 cM,在德江、贵阳和罗平点对叶绿素含量的贡献率分别为17.6%、10.6%和11.4%,且来自于亲本综3的等位基因起减效作用。【结论】不同氮素处理下,检测出一些共有的玉米氮响应的主效QTLs,如qLAI3b(umc1844~umc1320~bnlg1182)、qLN7a(umc1642~umc2160~umc1929)、qLN7b(phi328175)。这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米叶片相关基因的重要候选区域。

施氮与不施氮条件下玉米开花期相关性状的QTL定位

【目的】探究施氮与不施氮对玉米开花期相关性状变异的影响,并定位相关QTLs。【方法】以玉米的骨干自交系综3为供体亲本,许178为受体亲本,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许178为遗传背景的综3染色体单片段代换系(SSSLs)群体,其中包含160个单片段代换系。以这套SSSLs以及许178为材料,采用裂区试验设计,在施氮(N+)和不施氮(N–)条件下,通过一年三点(贵州贵阳、德江和云南罗平)的表型评价,利用复合区间作图法对玉米散粉期、吐丝期和散粉–吐丝间隔期(ASI)3个开花期相关性状进行QTL定位。【结果】在基因组范围内,2种氮处理条件下共定位到54个开花期相关性状QTLs,主要定位在第1、3、6、9和10染色体上。其中5个QTLs在3个环境中均被检测到。施氮条件下,吐丝期(DTS)相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的3.05%;吐丝散粉间隔期(ASI)相关位点q ASI10a,位于第10染色体,可解释表型变异的30.74%。不施氮条件下,散粉期(DTP)相关位点q DTP9,可解释表型变异的3.43%;吐丝期相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的4.08%;ASI相关位点q ASI10,位于第10染色体,可解释表型变异的50.28%。对不同处理条件下的定位结果比较发现,不施氮条件下检测到的QTLs数目显著高于施氮条件下的检测数量。【结论】不同氮素处理下存在一些共有的控制玉米开花期相关的遗传区段,分别位于Bin9.02(umc1170-umc1636-bnlg1401-umc1271)和Bin10.04(umc1077-umc1053-umc2350),这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米开花期相关基因的重要候选区域。

水稻紫色叶鞘基因的遗传分析

紫色叶鞘是水稻重要的农艺性状。本研究利用带有紫色叶鞘的水稻染色体单片段代换系W23-07-6-02-14与受体亲本华粳籼74杂交,发展F2次级分离群体,对水稻紫叶鞘基因进行鉴定。该代换系的代换区间为RM190-RM204-RM225-RM217-RM253-RM50-RM402-RM539-RM136-PSM388-RM3-RM541-RM162-RM275-RM340,在第6染色体上,叶色基因暂时被命名为PSH(t)。研究发现F1代单株表现为紫色,F2代单株紫色与绿色分离比例符合3∶1,证明紫色是由一对显性基因控制的。本研究为叶色基因的精细定位和克隆奠定了基础。

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10.0cM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2.4cM和5.1cM。

不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的QTL定位

【目的】玉米的根系形态与氮素吸收能力关系密切,利用单片段代换群体对玉米苗期根系形态相关性状和植株氮吸收量进行QTL定位,可为进一步精细定位并克隆控制玉米低氮下优异根系形态和氮吸收的主效QTL奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两亲本许178和综3构建的150个玉米单片段代换系(SSSL)群体作为研究材料,进行水培试验。以Ca(NO3)2作为氮源,设置高氮(4 mmol/L NO3–)和低氮(0.05 mmol/L NO3–)两个处理,培养20 d后分根、冠收获植株,测定生物量和氮含量。通过Win RHIZO根系分析系统获得根系的总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数等指标。根据代换系与亲本许178表型值的T-test结果,利用该群体SSR遗传连锁图谱,在P≤0.001条件下定位所调查性状的QTL。【结果】高氮条件下SSSL群体除了根直径与总根长和根尖数没有显著相关性以外,其它各性状之间均显著或极显著正相关,并且植株氮吸收量也与根系各性状呈显著或极显著正相关;低氮条件下,除了根直径以外,植株氮吸收量与其他根系性状均呈极显著正相关,并且地上部和根部氮累积量均与根表面积的相关性最大。在高氮条件下共检测到102个QTL位点,包括40个根形态相关QTL、34个植株生物量QTL和28个氮吸收量QTL;在低氮条件下共检测到85个QTL位点,包括47个根形态QTL、22个植株生物量QTL和16个氮吸收量QTL。所检测到的根形态相关QTL与生物量和氮积累量QTL成簇存在,同一QTL区间多同时检测到根形态QTL和氮吸收量QTL。高氮条件下,在代换系1428、1376、1282、1266和1473的代换区间上检测到高氮特异的QTL簇,同时包括多个根形态和氮吸收量QTL,贡献率从–43%到84%。低氮下,在代换系1419和1314的代换区间上同时检测到低氮特异的多个根形态和氮吸收量QTL,贡献率从–32%到55%。【结论】单片段代换系1419和1314所包含的代换片段bnlg182—bnlg2295和umc1013—umc2047检测到多个低氮特异的QTL,并且这两个区间在前人的研究中均有玉米氮效率相关QTL检测到,说明该区间包含有玉米根系形态和氮吸收量的主效QTL,在玉米氮高效吸收中可能起重要作用。

基于元分析的大豆成熟期单片段代换系鉴定与QTL定位

【目的】大豆成熟期是由多基因控制的数量性状,是影响大豆产量和适应性的重要性状。研究大豆成熟期单片段代换系遗传规律,鉴定分析大豆成熟期的主效QTL。【方法】以大豆红丰11为受体和回交亲本,以15个国内外大豆核心种质为供体亲本,构建回交导入系群体,基于元分析的大豆成熟期(R8)"真实QTL"SSR标记进行单片段代换系鉴定,利用"图示基因型法"计算导入片段和代换作图法鉴定大豆成熟期QTL,用单标记法鉴定成熟期重要QTL。【结果】在C2、L连锁群上检测到16种导入片段,C2连锁群检测到7种导入片段,导入片段总长度为9.8 cM。L连锁群检测到9种导入片段,导入片段总长度为37.212 cM;在C2和L连锁群上共检测出8个成熟期QTL,根据前人的研究,在L连锁群上有2个QTL即Sat_010、Satt156是E4/e4的特异SSR标记;在8个成熟期QTL中用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113;确定了单片段Satt460缩短大豆生育期,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113延迟大豆生育期。【结论】基于元分析的成熟期2个导入位点C2、L连锁群上检测到16种单片段,用代换作图法共检测出8个成熟期QTL,用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113。确定单片段Satt460与缩短大豆生育期有关,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113与延迟大豆生育期有关。

粳稻为背景的普通野生稻单片段代换系群体的初步构建

以粳稻日本晴(O.sativa L.subsp.Japonica cv.Nipponbare)为受体和轮回亲本,以广西普通野生稻核心种质DP15为供体,通过连续回交和SSR标记辅助选择的方法构建普通野生稻单片段代换系群体(Single segment substitution lines,SSSLs)。用覆盖水稻全基因组的563对SSR引物检测供体(DP15)和受体(日本晴)的多态性,从中挑选212对分布在水稻12条染色体上的多态性引物跟踪供体基因型。结果表明,在BC3F1代获得79个代换片段,这些片段基本上能相互重叠并覆盖水稻12条染色体,其中第1、第2条染色体含有的代换片段数最多,均为9个,第9、第10和第12条染色体含有的代换片段数最少且均为5个。79个代换片段长度为12.65～113.55 cM,平均长度为54.3 cM,总覆盖长度为4285.28cM,是水稻整个染色体组长度的2倍多,覆盖野生稻全基因组达98.89%。随机选取其中的6个代换株系用96个多态性引物检测其遗传背景,发现供体DNA残留率为7.3%～15.6%。今后将继续通过回交和标记辅助选择,以获得一整套覆盖普通野生稻全基因组的SSSL库,这将有助于研究稻种的起源、演变和分化以及普通野生稻的功能基因组。

水稻恢复基因Rf3和Rf4聚合效应分析

为选育水稻野败型和夜公型细胞质雄性不育的较强恢复系和分析恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应,采用5个携带不同供体恢复基因Rf3和4个携带不同供体恢复基因Rf4的单片段代换系两两杂交,配制了11个杂交组合。利用分子标记辅助选择从这11个杂交组合的F2和F3群体中筛选鉴定6个携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4的双片段聚合系和5个携带Rf3（Rf4）的次级单片段代换系。结果表明,对于野败型不育细胞质,这些双片段聚合系具有不同的恢复性。其中,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-4Rf4-4的DSPL04-01/23-10P1、DSPL04-01/23-10P2和DSPL04-01/23-10P3的恢复性最强,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-2Rf4-2的DSPL11-01/14-10P和DSPL22-01/14-10P的恢复性最弱,携带基因型Rf3-4Rf3-4/Rf4-3Rf4-3的DSPL22-01/27-10P的恢复性居中。5个次级单片段代换系代换片段的总长度为133.9 cM,长度分布范围为24.1～28.5 cM,平均长度为26.8 cM。利用恢复性最强的DSPL04-01/23-10P1及其相应的单片段代换系分别与野败型不育系‘珍汕97A’和夜公型不育系‘Y华农A’杂交,通过考察F1杂种株的花粉育性,研究DSPL04-01/23-10P1中的恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应。DSPL04-01/23-10P1较其相应的单片段代换系能够提高F1杂种株的花粉育性,但差异不显著。结论：本研究选育的双片段聚合系中所聚合的来自不同供体的恢复基因Rf3和Rf4之间没有互作效应。

利用单片段代换系检测玉米花期相关性状QTL

利用184个纯合的以Lx 9801为遗传背景的昌7-2染色体单片段代换系群体,通过一年两点的田间试验,对玉米开花期相关性状进行了QTL分析。利用显著性检测的方法在浚县、长葛两试验点共检测到51个玉米花期相关性状的QTL,包括16个吐丝期QTL、15个散粉期QTL和20个散粉-吐丝间期QTL,其中在2个环境中重复检测到4个吐丝期QTL、2个散粉期QTL和2个散粉-吐丝间期QTL。

基于单片段代换系的水稻芽期耐冷QTL定位和聚合

芽期耐冷性是华南双季稻地区水稻育种的一个重要目标。虽然水稻芽期耐冷QTL的标记定位已取得了一定的进展,但是这些QTL/基因尚未在水稻育种中得到有效的应用。定位稳定表达的芽期耐冷QTL,开展QTL聚合育种是水稻芽期耐冷性育种取得突破的关键。在本研究中,利用以粳稻IR65598-112-2为供体,籼稻华粳籼74为受体构建的单片段代换系(SSSL)开展芽期耐冷QTL定位,并进行聚合育种。通过评价SSSL与受体华粳籼74的芽期耐冷性差异,定位了2个稳定的芽期耐冷QTLs(qCTBB-3和qCTBB-12)。试验表明,分别携带有耐冷QTL qCTBB-3和qCTBB-12的SSSL在冷处理后都比华粳籼74表现出更高的幼苗成活率。通过代换作图,发现在qCTBB-3区间存在2个紧密连锁的耐冷QTLs(qCTBB-3a和qCTBB-3b)。利用本研究携带qCTBB-3a/qCTBB-3b的单片段代换系和前期研究鉴定出的芽期耐冷QTL qCTBB-6的单片段代换系为亲本进行杂交,通过分子标记辅助选择,获得了2份含有这3个QTL的聚合系。耐冷性评价表明,来源于两个供体/亲本的QTL不存在显著的上位性效应,聚合系的芽期耐冷性较亲本显著增强。可见,通过聚合芽期耐冷QTLs qCTBB-3a/qCTBB-3b和qCTBB-6能显著提高水稻芽期的耐冷性,获得的QTL及三耐冷QTL聚合系为水稻芽期耐冷性分子育种提供了优良的基因资源和亲本材料。

水稻单片段代换系对CMS-DA恢复力的鉴定和遗传分析

选用矮败型细胞质(DA-CMS)的不育系协青早A(XqA)对8个携带供体恢复基因Rf3,14个携带供体恢复基因Rf4的水稻染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,SSSLs)和华粳籼74(HJX74,Rf3Rf3/Rf4Rf4)的恢复力进行测交鉴定,并利用恢复力最强的SSSL S18与XqA组配,采用杂交回交和分子标记辅助选择的方法,构建BC3F2群体,筛选鉴定出携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4,Rf3Rf3/rf4rf4,rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4的BC3F2单株,观察这些植株的花粉和小穗育性,并利用213个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析,研究恢复基因Rf3和Rf4对于DA-CMS的遗传效应。结果表明:在同一细胞核背景下,22个SSSLs和HJX74对于XqA的恢复力存在着显著的不同,携带恢复基因Rf3的SSSLs恢复力均低于携带恢复基因Rf4的SSSLs,并且低于对照品种HJX74;携带Rf3的SSSL S1和SSSL S2对于XqA的花粉(小穗)育性分别为14.1%(61.7%)和15.7%(62.5%),表现出较弱的恢复力;携带Rf4的SSSL S16-SSSL S22对于XqA的花粉和小穗育性均高于87%和95%,其中SSSL S18的表现出最强的恢复力(花粉育性89.2%,小穗育性96.4%)。在构建的BC3F2群体中,携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4,Rf3Rf3/rf4rf4,rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4单株的遗传背景片段数平均为1.0,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为18.3 cM和12.8 cM。这4种基因型的遗传效应大小为Rf3Rf3/Rf4Rf4>rf3rf3/Rf4Rf4>Rf3Rf3/rf4rf4>rf3rf3/rf4rf4,即恢复基因Rf4的恢复力大于Rf3的恢复力,而且这两个基因表现出累积效应。

2种水稻不同细胞质雄性不育的恢复基因分析

【目的】由华南农业大学选育的水稻单片段代换系W11-09-02-07-02-03-01(W11-09-02-,Rf3Rf3/Rf4Rf4)对于野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育(CMS)系均具有较强的恢复性。单片段代换系W11-09-02-分别与WA-CMS和DA-CMS不育系组配,根据其BC3F2植株的花粉和小穗的育性,研究这2种不育细胞质的遗传关系、恢复基因Rf3和Rf4的遗传效应及单片段代换系W11-09-02-对这2种不育细胞质的遗传模式。【方法】选用WA-CMS、DA-CMS 2种细胞质的不育系博白A(BoA)和协青早A(XqA)为母本,以单片段代换系W11-09-02-为父本,采用单片段代换系W11-09-02-连续回交和分子标记辅助选择的方法,构建了2个具有单片段代换系W11-09-02-遗传背景的BC3F2群体,在这2个BC3F2群体中,筛选鉴定出携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4、Rf3Rf3/rf4rf4、rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4的单株,并对其花粉和小穗的育性进行考察,最后利用201个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析。【结果】在单片段代换系W11-09-02-遗传背景下,WA-CMS的遗传效应大于DA-CMS,单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,而且这2个基因表现出累积效应。单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf3和Rf4,对WA-CMS和DA-CMS均表现出质量性状的遗传。【结论】DA-CMS的可恢复性优于WA-CMS,W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,这2个恢复基因对WA-CMS和DA-CMS表现出质量性状的遗传。

基于水稻单片段代换系的2个恢复基因恢复力的评价(英文)

由华南农业大学选育的水稻单片段代换系S15对于野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育系均具有较强的恢复性。以野败型不育系博白A和矮败型不育系协青早A为母本,单片段代换系S15为父本杂交,采用分子标记辅助选择和连续回交的方法构建了2个BC3F2群体。利用与第1、第10染色体上恢复基因Rf3和Rf4两侧紧密连锁的SSR标记,从这2个BC3F2群体中筛选携带基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4的单株,观察这些单株花粉和小穗育性,并利用202个多态性SSR标记分析这些单株的遗传背景,结果表明:(1)在同一细胞核背景下(S15),DA型细胞质的可恢复性好于WA型细胞质,单片段代换系S15中的恢复基因Rf4的恢复力大于恢复基因Rf3的恢复力。(2)单片段代换系S15中的恢复基因对于WA型不育系博白A和DA型不育系协青早A表现出质量-数量性状的遗传。在单片段代换系S15中,除了主效恢复基因Rf3和Rf4外,微效基因或者修饰基因也表现出对于博白A和协青早A的恢复性作用,而且效应较大。(3)在构建的2个BC3F2群体中,携带基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4单株的遗传背景片段数平均为1.0,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为12.9cM和18.4cM。

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。

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。