利用水稻選擇導入系對產(chǎn)量及其相關(guān)性狀進行遺傳剖析.pdf

1、水稻高產(chǎn)在相當長的一段時間是中國育種的首要目標。如何通過遺傳改良進一步提高水稻產(chǎn)量潛力是水稻育種工作者面臨的巨大挑戰(zhàn)。 本文針對水稻產(chǎn)量的遺傳理論研究與育種實踐脫節(jié)以及傳統(tǒng)QTL分析在剖析大量QTL間復雜關(guān)系上的技術(shù)缺陷等問題，應(yīng)用分子標記和多點表型試驗鑒定對我國華南稻區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種豐矮占1號背景下的2套選擇導入系群體(FAZ/Khazar和FAZ/IR64)的產(chǎn)量表現(xiàn)進行了深入的遺傳剖析，獲得了以下幾方面的研究結(jié)果，為逐步

2、建立水稻高產(chǎn)育種的分子設(shè)計理論和方法奠定了重要的基礎(chǔ)。 一，本研究培育了一批高產(chǎn)、抗旱和廣適的水稻新品系，實現(xiàn)了遺傳理論研究與育種實踐相結(jié)合。將導入系群體于2005年廣州早季、晚季、晚季旱作和武漢中季4種環(huán)境中進行后代驗證，選育在單一環(huán)境中或在不同環(huán)境中均能增產(chǎn)的優(yōu)良株系，在群體FAZ/Khazar中分別有24、11、5和19個株系在4種環(huán)境中比輪回親本顯著超產(chǎn)，群體FAZ/IR64中分別有17、9、11和14個株系在4種環(huán)境中

3、產(chǎn)量顯著高于輪回親本，而且有33個株系在多種環(huán)境中均比回親本顯著增產(chǎn)。 二，應(yīng)用隨機群體和選擇群體兩種方法發(fā)掘產(chǎn)量相關(guān)QTL及其遺傳網(wǎng)絡(luò)，深入剖析了導入系基因型與環(huán)境的互作。重要包括以下幾方面： 1.在單一環(huán)境下在高代回交群體中對產(chǎn)量或其組分性狀進行定向選擇(無論是表型選擇或基因型選擇)都能有效地改變?nèi)后w性狀的平均數(shù)，但入選群體標準差和平均雜合度都沒有明顯改變，即群體內(nèi)遺傳變異度沒有下降。而基因型與環(huán)境互作是保持群體內(nèi)遺

4、傳變異的主要動力； 2.基于該研究群體的隨機性和非隨機性，可用one-wayAVOVA和x2-test兩種方法在4個環(huán)境、2個群體中對產(chǎn)量及其相關(guān)性狀進行定位，檢測出了大量QTL。在群體FAZ/Khazar和FAZ/IR64中，分別有25和32，22和27，20和30，17和27，29和23以及23和24個QTL與籽粒產(chǎn)量、每株有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重、株高和生育期相關(guān)，并且分別有18、14、14、11、14和12個QTL在

5、2個群體中均能檢測出。這些QTL在染色體上是成簇分布的，其中有19個染色體區(qū)段上各性狀QTL重疊程度較高。 3.利用具有極端產(chǎn)量表型的導入系供體片段的多位點分析，在2群體中檢測到不同環(huán)境下控制水稻產(chǎn)量及其組分的復雜QTL網(wǎng)絡(luò)。這些結(jié)果表明各QTL并不是孤立存在的，而是與其它QTL相互作用的，處于一種層次結(jié)構(gòu)中，相互間有包含與被包含的關(guān)系，相互促進(正向關(guān)聯(lián))或相互抑制(負向關(guān)聯(lián))的關(guān)系，即處于復雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中。構(gòu)成遺傳網(wǎng)絡(luò)的許多

6、區(qū)段用單向方差分析的方法可檢測出與目標性狀顯著相關(guān)，進一步證實了這些遺傳網(wǎng)絡(luò)的可靠性，另外在構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的許多區(qū)段有許多區(qū)段是雜合體，這些雜合區(qū)段暗示著顯性或超顯性效應(yīng)可能與高產(chǎn)表型和雜種優(yōu)勢有關(guān)并有待于驗證。 4.對這些遺傳網(wǎng)絡(luò)的深入分析揭示了水稻產(chǎn)量與環(huán)境互作的重要遺傳基礎(chǔ)。同一性狀在不同環(huán)境中所檢測出的遺傳網(wǎng)絡(luò)存在一定程度的異同，構(gòu)成遺傳網(wǎng)絡(luò)的分支在不同環(huán)境下均能表達(與環(huán)境互作不明顯)，有些僅在一種環(huán)境中表達(與環(huán)境存在強烈