谈移芳[1]1998年在《汕优63遗传改良的部分性状遗传学基础分析》文中研究表明本研究采用汕优63(珍汕97×明恢63)这一优良的杂交水稻组合为材料展开研究，探讨该组合对白叶枯病的抗性和稻米品质的部分遗传学基础，主要的结论有： 1)．分析了两种基于DNA重复序列的分子标记SSR和RAMP，并应用于群体多样性评价和基因组作图。结果表明这两种标记检测到的多态性比较接近但仍有差别，单个RAMP反应检测到的带数一般要高于SSR检测到的带数；从作图的结果来看，RAMP扩增出的不同条带之间并不存在等位性关系。研究中检测到并被定位的RAMP标记均为显性。用SSR和RAMP对选择的材料进行分析，这两种标记检测到的等位基因数及遗传信息量大小为籼稻＞野生稻＞粳稻；表明籼稻的多样性高于粳稻的。另外，本实验中用11个SSR标记可以将选择的46份材料分为相对明显的野生稻、籼稻和粳稻三组，支持栽培稻“二系起源”学说。用RAMP标记分析时也得到相似的结论。表明水稻基因组在进化过程中，重复序列也发生着相应的的变化。在种质资源的评价和利用方面，SSR和RAMP都是较好的研究手段。 在单个RAMP的PCR反应中一次最多检测到了19条带，这些条带彼此之间并无等位性，推断这些位点都带有相同的重复序列单元。将30个SSR或RAMP标记整合到已有的RFLP连锁图中，两种标记在水稻基因组中的随机分布，表明水稻基因组中存在大量的重复序列。部分标记填充到某些染色体的空白区域(gap)或中心粒区域，暗示SSR标记可以用来填补现有遗传连锁图中标记稀疏区域。 2)．对明恢63所带的Xa4基因进行了精确定位；用不同的白叶枯菌系对F_(2:3)家系群和RIL群体的接种实验表明明恢63带有一个显性抗病基因，利用相同群体构建的水稻分子标记连锁图，将明恢63所带有的抗白叶枯病基因Xa4定位于第11染色体上部的R1506和L1044之间，分别距这两个标记0.9cM和1.4cM。 3)．对Wx基因进行精细定位并分析其在决定稻米品质中所起的作用；对所选的75个品质各界的品种分析发现，直链淀粉含量与糊化温度、胶稠度密切相关；除明恢63以外几乎所有的杂交稻亲本都含有很高的直链淀粉含量、硬胶稠度和低糊化温度；而相应的优质米品种直链淀粉含量都是中等或偏低，具有软胶稠度和较低或中等糊化温度；另外一些著名的高产常规品种都有非常高的直链淀粉含量、 硬胶稠度和低糊化温度。可以推断直链淀粉过高是造成杂交水稻品质差的主要原 因．因此，我们认为提高杂交水稻稻米品质可以首先从降低直链淀粉含量的选择＼着手． 另外一个观察到的结果表明，在y基因5’端区域有两个重复序列，其中（CT） 重复与（AAT）重复在重复次数之间存在着一定的互补关系，并与直链淀粉含量密 切相关，其中（CT）重复有8个等位基因，凡是（CT）重复次数在14次以上的品种， 直链淀粉含量较低，糯性品种也属于这一组；凡是（CT）重复次数在14次或14次， 以下的品种，直链淀粉含量较高。尽管糯性品种直链淀粉含量为0，与其他低直 链淀粉的品种有很大的区别，但是用（CT）重复数还不能将其区分开来，表明糯性 品种直链淀粉含量的决定还存在其他的遗传机制。用F。：。家系群和RIL群体对直 链淀粉含量、胶稠度和糊化温度分析后，发现这三个性状同时受e基因的控制。 对种b基因区域的精细作图后，初步建立了适合针对厂b基因进行标记辅助选择的 育种体系。 4）．利用构建的分子标记遗传连锁图对部分稻米品质性状作了初步的遗传分 析。稻谷和糙米各性状之间存在显著的相关，控制二者性状的Q＊L位点也基本一 致，表明稻谷和糙米外观性状的遗传基础也基本相同．稻米粒长主要由位于第3 染色体上的QTL区域决定，该位点解释的粒长变异占总变异的60．l％（稻谷）和 41．7％糙米）；粒宽则主要受到位于第 5染色体上的两个 QTL的控制，这两个 QTL 分别解释表型变异的20％左右、影响稻米食味和蒸煮品质的位点主要是y基因， 但没有检测到该基因对稻米粒形有作用。尽管QTL存在一因多效性，在育种实践 中可首先考虑对这些区域的选择。 建立在上述研究结果之上，旨在改良汕优63稻米品质的育种实践将在不久完 成。
华金平[2]2001年在《汕优63“永久F_2”群体构建及其杂种优势的遗传研究》文中研究说明利用作物杂种优势，可以提高作物产量、改良品质，增强作物的抗逆性和适应性，其生产应用取得了巨大的成功。一个多世纪以来，杂种优势的遗传机理研究受到了广泛的关注。近年来，分子标记技术的应用、基因组研究和分子生物学的发展，为深入揭示杂种优势现象提供了新技术和新思路。水稻作为基因组研究的模式植物，成为研究工作的重要材料。本室以汕优63F_(2：3)家系、F_2稻蔸群体为材料，研究发现上位性互作是杂种优势形成的重要遗传学基础。 本试验构建了特定的研究群体——汕优63“永久F_2”群体，并以此为材料，通过两年重复田间试验，考察包括产量及其构成因子在内的12个性状，结合分子标记分析，对性状及其杂种优势进行QTL定位和上位性检测，试图直接定位重要农艺性状及其杂种优势的基因位点，分析其基因作用方式。主要结果如下： 1．构建了“永久F_2”群体。即以汕优63F_9240个重组自交系为基础群体，重组自交系系间按成对交配设计，两两随机配组3轮，得到F_1组合360个，这些组合构成了汕优63“永久F_2”群体。两年得到试验组合分别为324和358个，经鉴定，1998年和1999年真杂种率在50％以上的组合分别占90.0％和95.8％，两年平均真杂种率分别为71.6％和74.8％，群体构建成功。 2．选用231个多型性标记位点，对汕优63F_9重组自交系群体作标记分析；据此，参照群体交配设计方案，推导出“永久F_2”群体的基因型。重组自交系群体有68个位点(占29.44％)表现为等位基因的偏分离，其中偏向明恢63、珍汕97的位点分别为45、23个，其中66个位点在“永久F_2”群体中同样表现为偏分离(方向相同)。“永久”F_2群体的偏分离位点明显多于重组自交系群体，偏向明恢63的位点77个(占33.33％)，偏向珍汕97的位点40个(占17.32％)。“永久F_2”群体基因型组成，杂合型占49.04％，来自明恢63和珍汕97的染色体区段分别为27.08％和24.03％。从群体基因型组成看，“永久F_2”群体和原F_2群体组成相似，但不同于F_2群体，它只是F_2的近似群体；其中每个F_1组合基因型相当于F_2群体的一个单株基因型，研究对象的每一个单株都是杂交得来，而不是自交后代，因而可以同时对性状及其杂种优势进行研究。 3．“永久F_2”群体具备永久性群体的优点，适于进行重复试验；再次构建群体时，可以维持原有设计获得同一群体，又可以根据需要改变交配设计，因而具备其他永久性群体不具备的灵活性。“永久FZ”群体是基于重组自交系群体建立的，但因具备杂合基因型，群体遗传信息量更为丰富;无论怎样配组，群体的分子标记数据能够从240个重组自交系获得。 4.构建了覆盖水稻基因组12条染色体的分子标记遗传图谱，与F:群体构建的连锁图谱的标记顺序基本一致，图谱总长度为2007.3cM，标记间平均间距为8.69cM。 5.“永久FZ”群体变异丰富，大部分性状表现出明显的超亲分离;性状杂种优势均表现出变幅极大的分离;性状年度间均表现出显著差异，基因型与环境显著互作，性状年度间差异单株有效穗数最大。 6.取LoD值>2.4，应用区间作图法对“永久FZ”群体作QTL定位。QTL数目因性状而异，从5一15个不等;产量及其构成因子两年共定位了37个QTLs，其中两年同时检测到的共同QTLsls个:单株产量2个，单株有效穗数为3个，每穗实粒数为2个，千粒重8个。其余8个农艺性状共检测到64个QTLs，其中，两年里同时检测到的QTLs 32个。“永久FZ”群体检测到的QTLs，多于肋优‘J FZ:，家系、FZ稻莞群体以及重组自交系群体。 7.无论是高值亲本，还是低值亲本，都包含有对性状表现型起增效或者起减效作用的等位基因;这些QTLs位点分散在双亲的基因组中，个别区段有连锁。部分QTLs具有超显性遗传效应。 8.定义杂种优势效应显著的位点为杂种优势位点。12个性状定位了396个杂种优势位点，有关标记位点共计145个位点(占69.71%)。检测到的位点数量依性状而异，有的很少甚至没有检测到阳性位点;产量及每穗实粒数分别为30和34个，占检测位点的比率分别为14.42%和1 6.35%，单株实粒数、单株颖花数、每穗颖花数的杂种优势位点数分别为111、106、55个。 9.性状的杂种优势位点分布是随机性的，所处位置遍及12条染色体，并且，大部分(106个，占73.10%)杂种优势位点具多效性，即一个位点同时影响到多个性状。 10.基因型的杂合性与性状及其杂种优势的相关不显著。杂合子未必一定有利于杂种优势的形成。 11.选用208个共显性标记，检测了基因组所有可能的两位点上位性互作。所有性状及其杂种优势都检测到大量的上位性互作位点对;这些互作位点存在于12条染色体上。部分上位性互作存在2种或者2种以上的互作类型。互作类型以加性X加性居多，显性x显性较少。 12.两年同时检测到的上位性互作称为“相同”上位性。12个性状“相同”上位性及杂种优势“相同”上位性真实存在。一般来说，“相同”上位性互作的互作类型相同。无论哪一种上位性互作类型，其遗传效应都比较小。每种互作类型的贡献率在1.02%一9.48%之间，平均小于3%?
吴雯雯[3]2008年在《基于水稻汕优63重组自交系群体的数量性状遗传构成剖析方法及应用》文中认为水稻汕优63(珍汕97A/明恢63)是我国一个良好的强优势籼籼型杂交组合。目前,已有很多学者对这个组合的多个衍生群体进行了各种农艺性状以及杂种优势的遗传分析。然而,这些研究大多数是基于经典的QTL分析方法,如单标记分析法、区间作图法、基于混合线性模型的复合区间作图法等。本研究以该组合衍生的241个重组自交系(RIL)为供试材料,采用包括上位性效应的统计遗传模型,对株高、抽穗期、单株产量等16个农艺性状进行QTL分析,以深入解析该杂交组合的遗传结构。试验涉及12条染色体的221个标记,覆盖基因组全长2070.9cM。统计分析策略主要分以下两步进行:第一步为模拟数据分析,以选择适应该群体分析的最优统计方法。模拟分析策略是直接基于该群体的标记基因型数据进行,通过构建同时包括221个主效应以及两两标记间的221×(221 ? 1)/2 = 24310个上位性效应在内的超饱和统计遗传模型,分别采用E-BAYES、Stepwise、PENAL、LASSO和SSVS五种超饱和模型分析方法对该群体进行模拟研究。模拟设置如下:随机设定9个主效应和5对互作效应,QTL的总遗传力分80%和60%两个水平,每一个处理重复100次。考察指标包括:QTL的统计功效以及QTL效应估计的准确度和精确度。第二步为实际数据分析。基于上述模拟研究选择的结果,采用最优的分析方法,对该群体的16个农艺性状进行分析,以阐明该强优势籼籼型杂交组合的遗传构成。模拟及实际数据分析结果如下:(1)模拟研究结果表明,在QTL的被发现能力上,E-BAYES的检测能力最强,在总遗传力率80%和60%两个水平下,平均统计功效分别高达97.9%和88.14%。其余4种方法对QTL的检测能力较E-BAYES方法要差,即使是平均统计功效最高的SSVS方法,在总遗传率80%和60%两种遗传力水平下平均统计功效也仅分别为25.78%和24.71%。同样地,在QTL效应的估计上,无论是精确度还是准确度,E-BAYES方法较其余4种方法也有着明显的优越性。此外,E-BAYES方法仅检测到一个假阳性QTL,而其它4种方法均有不同程度假阳性QTL被检出。(2)根据以上结果,本文仅选用了E-BAYES方法分析该群体的16个农艺性状,结果共检测到了115个QTLs,分布于水稻的整个12条染色体上,其中27个QTL具有主效应,单个QTL解释表型变异介于1.51%～22.36%;检测到的46个上位性效应,包括两个主效应位点间的互作1个,一个主效应位点和一个非主效位点间的互作15个,以及两个非主效位点间的互作30个,单个互作可解释的表型变异介于1.10%～7.08%。此外,不同性状检测到的QTL数目差异较大,最少只发现1个QTL,最多可发现15个QTL,各性状的相关QTL总遗传力介于5.73%～36.45%,其中主效应的累计贡献率介于1.68%～25.66%,平均为11.66%;上位性的累计贡献率介于3.9%～22.86%,平均为11.70%。此结果表明,上位性是该组合杂种优势的重要遗传基础之一。
参考文献：
[1]. 汕优63遗传改良的部分性状遗传学基础分析[D]. 谈移芳. 华中农业大学. 1998
[2]. 汕优63“永久F_2”群体构建及其杂种优势的遗传研究[D]. 华金平. 华中农业大学. 2001
[3]. 基于水稻汕优63重组自交系群体的数量性状遗传构成剖析方法及应用[D]. 吴雯雯. 扬州大学. 2008