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。

普通丝瓜果实性状的遗传分析

应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对普通丝瓜品种50-5(黑籽短圆筒)×20-4(桂林水瓜)杂交组合6个世代群体的5个果实性状(果柄长、果长、果径、果形指数和单果质量)进行了联合分析,结果表明:50-5×20-4组合果柄长的遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传模型,其B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为68.49%、70.53%和82.07%,环境方差占总表型方差的比例分别是31.50%、29.47%和17.92%;果长遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,其B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为68.85%、84.55%和81.68%,环境方差占总表型方差的比例分别是31.15%、15.44%和18.32%;果径遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,其B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为65.23%、73.06%和73.82%,环境方差占总表型方差的比例分别是34.62%、26.94%和26.13%;果形指数遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,其B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为65.23%、62.80%和78.89%,环境方差占总表型方差的比例分别是34.76%、37.19%和21.11%;单果质量遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,其B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为70.71%、85.35%和89.64%,环境方差占总表型方差的比例分别是29.29%、14.64%和10.36%。果柄长性状的主基因遗传率较小,宜采用个体选择法(基因型选择法),宜在分离晚世代进行选择;果长、果径、果形指数和单果质量性状的主基因遗传率较大,宜采取混合选择法(表型选择法),可在分离早世代进行选择;且宜对5个果实性状进行综合选择。5个果实性状的环境方差占总表型方差的比例均较高,故在育种过程中要尽量采取措施以减少环境影响。

栽培大豆耐盐性的主基因+多基因混合遗传分析

选用栽培大豆南农1138-2(耐盐)、南农88-31(较耐盐)和Jackson(盐敏感)配制的南农1138-2×南农88-31和南农88-31×Jackson等2套组合,通过P1、P2、F1、F2和F2:3苗期植株耐盐性调查,利用主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析了栽培大豆耐盐性的遗传规律。结果表明南农88-31×Jackson和南农1138-2×南农88-31耐盐性遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模式。在高世代选择耐盐性植株的效率较高,从F2:3估计,南农88-31×Jackson组合的NaCl耐性微效基因遗传率为82.13%;南农1138-2×南农88-31组合的耐盐性微效基因遗传率为67.47%。

大豆脂肪及脂肪酸组分含量的遗传分析

以Essex×ZDD2315的P1、P2、F1、BC1F3为材料,用主基因+多基因混合遗传模型,分析大豆脂肪及脂肪酸组分含量的遗传机制及相关关系。结果表明,大豆脂肪含量受2对加性互补主基因+多基因控制,主基因遗传率为16.23%,多基因遗传率为53.49%;棕榈酸、硬脂酸和亚油酸均为3对主基因+多基因遗传模型,其中均有2对主基因效应为等加性,主基因遗传率分别为71.63%,91.51%和91.59%,棕榈酸多基因遗传率为14.78%,硬脂酸和亚油酸未估计出多基因遗传率;油酸为3对加性主基因遗传模型,其中2对主基因效应为等加性,主基因遗传率为74.66%;亚麻酸为2对等加性主基因+多基因遗传模型,主基因遗传率为41.98%,多基因遗传率为24.17%。相关分析结果,棕榈酸、亚麻酸与脂肪呈极显著负相关(-0.272、-0.325);油酸与亚油酸亚麻酸呈极显著负相关(-0.833、-0.604);亚油酸和亚麻酸呈极显著正相关(0.287);棕榈酸与油酸亚油酸呈极显著和显著负相关(-0.255和-0.211);硬脂酸与亚油酸呈极显著负相关(-0.310)。因此,脂肪及脂肪酸组分含量的遗传涉及到主效基因和多基因,脂肪及亚麻酸含量的主基因遗传率较低,其它性状主基因遗传率均在70%以上,改善脂肪含量要注重多基因的积累,改善脂肪酸组分可着重在主基因的利用,提高脂肪含量与改善脂肪酸组分无突出矛盾。

高产棉花品种泗棉3号产量及其产量构成因素的遗传分析

利用泗棉3号和CARMEN构建的RIL及其F2、B1、B2、P1、P2、F1两套群体,同时在3个环境中,采用各自的联合世代分析方法,研究了我国长江流域棉区广泛种植的优良品种泗棉3号高产性状的遗传规律。遗传模型分析揭示泗棉3号×Carmen组合的产量及其产量构成因素的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传模型,说明存在控制这些性状的主基因。所有性状在不同环境中的遗传模型不同。同时,各性状在不同环境中的主基因遗传率变化较大,而多基因遗传率在不同环境中变化相对较小,表明环境对数量性状主基因的表达影响大,对多基因的表达也存在影响。对环境间差异较大性状的研究和选育,要在多个特定的环境中进行,才能提高效率。

菊花花期性状的杂种优势与混合遗传分析

以秋菊品种‘雨花落英’为母本和夏菊品种‘奥运含笑’为父本配制F1杂种,调查F1世代4个花期相关性状在2008至2009两个年度的表型资料,运用单个分离世代的主基因+多基因混合遗传模型,对4个花期相关性状进行遗传分析。结果表明:4个花期性状均存在一定的杂种优势,现蕾期、显色期、盛花期和衰败期4个花期性状的中亲优势值均达极显著水平,中亲优势率分别为22.23%、17.60%、12.45%和11.11%,且超亲分离现象普遍存在。混合遗传分析表明菊花盛花期符合B-6模型,由表现为加性-显性的2对主基因控制;现蕾期、显色期和衰败期符合B-1模型,由表现为加性-显性-上位性的2对主基因控制。控制现蕾期、显色期、盛花期和衰败期的主基因遗传率分别为89.92%、49.30%、28.56%和75.46%。

基于花生种间杂交遗传群体的脂肪及脂肪酸含量的遗传模型分析

为探明花生脂肪和脂肪酸含量的遗传机制,采用主基因+多基因混合遗传模型分析方法,分析了栽培/野生种间杂交组合白沙1016×A.monticola的216个重组自交系家系(F10)及其亲本的脂肪及脂肪酸组分含量,建立了相应的遗传模型,并进行了性状间的相关性分析。遗传模型分析结果表明,脂肪和花生酸含量的遗传模型为C,无主基因受多基因控制,其多基因遗传率分别为98.55%和84.81%;油酸、亚油酸、棕榈酸、山嵛酸和二十四烷酸的遗传均表现为受两对主基因+多基因控制,其主基因遗传率分别为45.08%、46.13%、44.85%、66.55%和65.98%。相关性分析显示,花生脂肪含量与油酸和花生酸含量呈极显著正相关,与亚油酸、棕榈酸、山嵛酸和二十四烷酸含量之间呈极显著负相关。因此在花生高油育种中,提高脂肪含量要注重多基因的积累;选育高油酸等优质专用型品种时,关注主基因遗传的作用时还要考虑到多基因的利用。

大豆对食叶性害虫的抗性遗传

南京地区大豆食叶性害虫主要是大造桥虫、斜纹夜蛾、豆卷叶螟和银纹夜蛾。大豆对田间食叶性害虫综合虫种的抗性具有相对稳定性。利用两个感抗杂交组合D0 1和D0 3的P1、P2 、F1、F2 、F2∶3 世代 ,在田间自然虫源条件下系统地分析了大豆抗食叶性害虫综合虫种植株反应的遗传规律 ,不论多世代联合分析或单个分离世代分析 ,结果均表明 ,大豆对食叶性害虫的抗性为两对主基因 +多基因遗传模式。但在大豆生长发育的不同时期 ,随着害虫数量和种群结构的变化 ,其抗虫性遗传呈动态变化过程。在两对主基因充分表达日期 ,效应较大的 1对加性效应为 10 .5 1～ 10 .74(叶面积损失率 ,%) ,效应较小的 1对加性效应为 4.35～ 7.2 4(%) ,并且两对主基因的遗传率较高 ,达 81.0 5 %～ 94.10 %,起决定性作用 ;多基因遗传率较低 ,为 0～ 12 .2 4%。抗食叶性害虫育种应首先考虑利用主基因抗性。

大豆对胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)1号和4号生理小种抗性的遗传分析

大豆胞囊线虫(Heterodera glycinesIchinohe)是我国大豆的全国性主要病害之一。1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种。以Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226、Peking×ZDD2226的P1、P2、F1、BC1F2为材料,用主基因+多基因混合遗传模型分析大豆对胞囊线虫1号和4号生理小种抗性的遗传机制。结果表明,ZDD2315、ZDD2226对1号生理小种的抗性受主效基因控制,未发现多基因效应,且与Peking存在相同的抗病基因;抗性遗传表现组合特异性,Essex×ZDD2315组合为3对加性主基因遗传模型,主基因遗传率72.02%,PI88788×ZDD2226组合为2对显性上位主基因遗传模型,主基因遗传率62.33%。对4号生理小种的抗性为主基因+多基因混合遗传模型,Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226等3个组合为3对主基因+多基因遗传模型,主基因遗传率分别为67.76%7、2.46%和53.25%,多基因遗传率分别为24.48%、21.31%和35.77%;Peking×ZDD2226表现为2对主基因遗传模型,主基因遗传率45.40%。抗性基因表现为隐性,育种上可以在早代选择。培育多抗品种应以抗4号生理小种为主要目标进行基因聚合。

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。

一个结球甘蓝DH群体主要农艺性状的遗传效应分析

采用游离小孢子培养方法,构建了一个甘蓝F_1(624×24-5)的DH群体,利用该DH群体重复试验数据建立了结球甘蓝主要农艺性状的数量性状主基因+多基因混合遗传模型,分析了结球甘蓝8个主要农艺性状的遗传效应。结果表明,除开展度没有主基因只有多基因存在外,其余7个性状均符合2对主基因+多基因遗传模型。其中,数量性状主基因的遗传率中最高的是最大外叶柄长,为90.44%,最大外叶宽次之,为67.22%;外短缩茎长和中心柱长的主基因遗传率较高,分别为58.62%和56.00%;叶球高主基因遗传率最低,为20.30%,其次为最大外叶长和株高,分别为23.32%和31.74%;多基因遗传率中最高的是叶球高度,为49.80%;开展度环境效应方差占总表现型方差的81.35%,受环境影响最大,而外叶柄长的环境效应方差只占总表现型方差的9.56%,受环境影响最小。

大豆脂肪含量遗传分析及QTL定位研究

以高蛋白大豆品种吉育50和高油大豆品种吉农18杂交后获得的F2及其衍生群体为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型和QTL IciMapping v2.2完备区间作图法研究大豆脂肪含量的遗传规律.结果表明:大豆脂肪含量表现为多基因遗传模型,主要受多基因控制,多基因遗传率为79.15%;对大豆脂肪含量进行QTL定位和分析,共检测到2个主效QTL和2个微效QTL,分布于12(G)、17(M)和22(F)3个连锁群上,其中包括了1个在2年间稳定存在的主效QTL.

大豆粒形的主基因＋多基因混合遗传

大豆粒形直接与产量相关,对其粒长、粒宽的遗传规律分析可以为其数量性状基因座定位、分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定基础。调查大豆杂交组合溧水中子黄豆(P1)×南农493-1(P2)正反交的P1、P2、F1和F2:3四个世代的粒长和粒宽的表型资料,运用四个世代联合的主基因+多基因混合遗传分析方法,对这两个性状分别进行了遗传分析。结果表明:正反交杂种F1粒长和粒宽有显著差异,存在母性效应;粒长性状受一对加性-显性主基因和加性-显性-上位性多基因共同控制;粒宽受多基因控制。

利用杂种F_2世代鉴定数量性状主基因-多基因混合遗传模型并估计其遗传效应

大量实验数据和OTL作图结果表明:控制数量性状的基因中既有遗传效应较大的主基因,又有遗传效应较小的多基因,其分离世代表现出多峰性,即出现多个分布混合的特征。本文利用混合模型理论的AIC信息准则在F_2世代中鉴定影响数量性状的主基因的存在,当主基因存在时通过分离分析估计主基因的遗传效应以及主基因的遗传变异占总变异的分量;同时还提出利用P_1、P_2、F_2和F_2 4个世代鉴定多基因存在的方法。以大豆开花期性状为例说明了该方法的应用,在所分析的骨绿豆×上海红芒早杂交组合的F_2世代数据中发现有主基因的存在,主基因表现出完全显性(晚开花),并且有多基因存在。

小麦品种望水白的抗赤霉病性遗传分析

为了研究小麦品种抗赤霉病性的遗传规律,以病小穗率为评价指标,运用单花滴注对安农8455/望水白重组自交系(R IL)群体的2001年F6代、2003年F8代、2004年F9代进行了赤霉病抗性评价,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分离分析法,研究了该群体抗赤霉病的遗传规律。结果表明,安农8455/望水白重组自交系群体3年的抗赤霉病性分别符合E-2-6模型(两对主基因+多基因的加性-加性模型)、E-1-8模型(两对主基因+多基因,主基因间为重叠作用)、E-1-8模型(两对主基因+多基因,主基因间为重叠作用)。主基因的遗传率较高,分别为63.8%、69.02%、73.66%,多基因的遗传率分别为21.80%、21.38%、16.80%。说明望水白的抗赤霉病性由2对主基因控制,且符合两对主基因+多基因模型。还对望水白与另一感病品种A londra构成的重组自交系的抗性进行了比较。

植物数量性状遗传体系检测中回交或自交家系重复试验数据的分析方法

为提高主基因 +多基因混合遗传分析的精度 ,降低试验误差 ,采用重复内分组随机区组设计 ,对低遗传力性状的B1∶2 和B2∶2 或F2∶3 家系平均数资料进行遗传分析。通过AIC准则和适合性检验比较无主基因 (A - 0 )、1对主基因 (A)、2对主基因 (B)、多基因 (C)、1对主基因 +多基因 (D)和 2对主基因 +多基因 (E)模型以鉴定其遗传模式。采用IECM算法估计混合模型参数。通过油菜HSTC14×宁油 7号初花期F2∶3 家系平均数资料阐明该方法。

穞稻与粳稻恢复系C堡籽粒灌浆速率的特征及遗传分析

穞稻是一种分蘖力强、灌浆期短的较原始的亚洲栽培稻粳稻类型。大穗型杂交粳稻F1单株有效穗数偏少、部分籽粒充实度欠佳。为克服该缺点,本研究调查了穞稻（P1）与粳稻恢复系C堡（P2）及其正反交F1、B1、B2和F26个世代各6个灌浆时段的灌浆速率,并运用世代平均数分析方法和主基因＋多基因混合遗传模型6个世代联合分析的方法,对平均灌浆速率进行了遗传分析。正、反交没有发现平均灌浆速率的细胞质效应。P1、P2及其F1灌浆速率最大的时段都是开花后8~14d。穞稻全灌浆期28d,比C堡短14d;平均灌浆速率比C堡快50%。世代平均数分析显示平均灌浆速率遗传符合加性-显性-上位性模型。主基因＋多基因混合遗传模型分析显示,平均灌浆速率受2对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性-上位性多基因共同控制,以主基因遗传为主。

大豆抗胞囊线虫基因不同世代遗传率的变化

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)是我国大豆的主要病害之一,研究大豆对胞囊线虫的抗性遗传对于培育抗病品种有重要意义。将大豆Essex×ZDD2315组合衍生的后代F2、F2∶3、BC1F2和BC1F4分别接种大豆胞囊线虫1号和4号生理小种,以研究大豆抗胞囊线虫基因不同世代抗性遗传率的变化。结果表明:ZDD2315对1号生理小种的抗性受主效基因控制,未发现多基因效应,在F2∶3、BC1F2和BC1F4世代,主基因遗传率分别为62.15%、72.02%和90.91%;ZDD2315对4号生理小种的抗性受主基因和多基因控制,在F2、F2∶3、BC1F2和BC1F4世代,主基因遗传率分别为65.03%、57.81%、67.76%和95.91%。说明大豆对胞囊线虫1号和4号生理小种的抗性主要受主效基因控制,主基因遗传率比较高,但不同世代检测到的主基因数不同,不同世代主基因遗传率不同,随着世代的提高,主基因遗传率也在提高,因此,育种上高世代选择效果更佳。

普通丝瓜始雌花节位遗传分析

选用始雌花节位有差异的普通丝瓜品种配制‘五叶香丝瓜’ב短圆筒丝瓜’(L1×L2)和‘短圆筒丝瓜’ב蛇形丝瓜’(L2×L3)2套组合,通过调查P1、P2、F1、B1、B2和F2植株的始雌花节位,利用主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析了始雌花节位遗传规律。结果显示:L1×L2始雌花节位遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传模型,L2×L3的遗传符合1对加性主基因+加性-显性多基因遗传模型;L1×L2组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为66.13%、51.29%和68.27%,L2×L3组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因+多基因)分别为82.02%、64.87%和65.62%;L1×L2组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是23.43%、48.69%和31.73%,L2×L3组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是34.27%、55.40%和34.38%。结果表明:普通丝瓜始雌花节位是由主基因和多基因控制的数量性状,早熟性(较低的始雌花节位)不太可能通过杂种优势来实现;始雌花节位遗传不稳定,易受环境因素的影响,但定向选择会有较好的效果。

水稻DH群体盐胁迫下苗高的主基因-多基因混合模型遗传分析

为了阐明盐胁迫下水稻苗高的遗传特点,利用两个籼粳杂交的DH群体,在0.40 mmol/L NaCl胁迫下,采用数量性状主基因+多基因多世代联合分析方法对盐胁迫下水稻苗高遗传规律进行了分析。研究结果表明,水稻盐胁迫下的苗高受两对主效基因控制,两个DH群体的两对主基因分别表现为互补作用和累加作用,主基因的遗传力分别为28.56%和50.28%,微效多基因的遗传力为42.54%和29.94%,剩下的由环境决定。由两个DH群体主基因和多基因的遗传力表现和群体分离程度可知,DH-2群体更适合进行下一步耐盐基因的定位克隆。在选择遗传分析群体时,可以把群体亲本间的基因型差异和群体表现的极值范围作为一定的指示向导。