引进水稻种质穗部性状相关基因全基因组关联分析及利用探讨

对从国际水稻核心种质库中引进的315份水稻品种的5个穗部性状进行了全基因组关联分析,发现穗长和一次枝粳数受环境影响大,而粒长、粒宽和籽粒长宽比在不同环境下的变化较小。检测到与穗长、一次枝粳数、粒长、粒宽和籽粒长宽比显著关联的标记区域分别有7、5、10、8和6个,其中,粒型相关的11个区域和一次枝粳数相关的1个区域在两个环境中均被检测到。各品种携带的增效等位变异的个数与性状表型值呈显著线性相关。在所有关联位点中,香稻亚群(ARO)和热带粳稻(TRJ)亚群品种平均携带的增效等位变异数最多,最少的为温带粳稻(TEJ)亚群品种;我国水稻品种在其中6个关联位点上主要携带减效等位变异。筛选到具有30个以上增效等位变异的15份水稻种质,均属于TRJ亚群,来自11个不同国家。TRJ亚群品种在我国水稻高产、稳产育种中具有较高的应用价值,并讨论了利用TRJ亚群品种改良我国水稻穗部性状的方法。

不同基因辅助选择方法对QTL的选择效率

在假定目标性状由一个QTL和多基因共同控制的基础上,采用计算机模拟方法研究了在一个闭锁群体内分别采用基因型选择(GTS)、基因辅助BLUP(GBLUP)和常规动物模型BLUP方法对单个性状实施连续选择的效果,并以常规动物模型BLUP为参照,分析了GTS和GBLUP方法对目标性状QTL的选择效率。结果表明:与常规动物模型BLUP相比,GTS和GBLUP选择均可获得更大的QTL基因型值进展,QTL增效等位基因频率上升的速度也更快;与GBLUP相比,GTS方法对QTL的选择效率更高。GTS和GBLUP对QTL的选择优势在短期选择时较为明显,随着世代的递增,这种优势将逐渐降低甚至消失。

不同留种策略下基因辅助BLUP的选择效果

为揭示基因辅助最佳线性无偏预测(BLUP)方法在不同留种策略下的选择效果,在假定目标数量性状同时受1个双等位基因QTL和多基因共同控制的前提下,模拟了在一个闭锁群体(10头公畜、190头母畜)内采用标记辅助BLUP连续选择10代的情形。选择试验共考虑了3种留种策略:策略Ⅰ仅根据个体估计育种值(EBV)高低留种;策略Ⅱ在每个公畜家系内选留EBV最高的1头公畜和19头母畜;策略Ⅲ在每个公畜家系内选留1头EBV最高的公畜,在每个母畜家系内选留EBV最高的1头母畜。结果表明,留种策略Ⅰ的遗传进展(包括QTL基因型值和多基因育种值进展)最高,QTL增效等位基因频率上升速度最快,其次为策略Ⅱ,策略Ⅲ的遗传进展最低,QTL增效等位基因频率上升最慢;不同留种策略下的群体近交系数总体上呈现策略Ⅰ>策略Ⅱ>策略Ⅲ的规律,但策略Ⅱ的群体近交系数与策略Ⅲ接近且远低于策略Ⅰ。在育种实践中实施基因辅助BLUP选择时,策略Ⅱ既能保证较高的遗传进展,又能有效控制近交,因而不失为一种理想的留种策略。