利用水稻選擇導入系對產量及其相關性狀進行遺傳剖析.pdf

1、水稻高產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)。 本文針對水稻產量的遺傳理論研究與育種實踐脫節(jié)以及傳統QTL分析在剖析大量QTL間復雜關系上的技術缺陷等問題，應用分子標記和多點表型試驗鑒定對我國華南稻區(qū)高產優(yōu)質水稻品種豐矮占1號背景下的2套選擇導入系群體(FAZ/Khazar和FAZ/IR64)的產量表現進行了深入的遺傳剖析，獲得了以下幾方面的研究結果，為逐步

2、建立水稻高產育種的分子設計理論和方法奠定了重要的基礎。 一，本研究培育了一批高產、抗旱和廣適的水稻新品系，實現了遺傳理論研究與育種實踐相結合。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，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。 二，應用隨機群體和選擇群體兩種方法發(fā)掘產量相關QTL及其遺傳網絡，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)都能有效地改變群體性狀的平均數，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個群體中對產量及其相關性狀進行定位，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與籽粒產量、每株有效穗數、每穗實粒數、千粒重、株高和生育期相關，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)境下控制水稻產量及其組分的復雜QTL網絡。這些結果表明各QTL并不是孤立存在的，而是與其它QTL相互作用的，處于一種層次結構中，相互間有包含與被包含的關系，相互促進(正向關聯)或相互抑制(負向關聯)的關系，即處于復雜的網絡關系中。構成遺傳網絡的許多

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，進一步證實了這些遺傳網絡的可靠性，另外在構成網絡的許多區(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可能與高產表型和雜種優(yōu)勢有關并有待于驗證。 4.對這些遺傳網絡的深入分析揭示了水稻產量與環(huán)境互作的重要遺傳基礎。同一性狀在不同環(huán)境中所檢測出的遺傳網絡存在一定程度的異同，構成遺傳網絡的分支在不同環(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