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水稻CSSL-Z481代换片段携带的穗部性状QTL分析及次级代换系培育 被引量：5
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作者 李儒香 周恺 +8 位作者 王大川 李巧龙 向奥妮 李璐 李苗苗 向思茜 凌英华 何光华 赵芳明 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1228-1247,共20页
【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因... 【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因控制,遗传基础复杂。染色体片段代换系(CSSL)可将这些复杂性状的QTL较准确地分解为单个孟得尔因子研究,且与育种工作紧密衔接,因而是理想的遗传研究和育种材料。【目的】前期以4代换片段的水稻染色体片段代换系Z481精细定位了一个易落粒基因SH6,但Z481与受体日本晴间还存在多个显著差异的穗部性状。明晰控制这些差异性状的QTL在代换片段上如何分布,并分解为单片段代换系,对目标QTL的图位克隆及应用于水稻分子设计育种有重要应用价值。【方法】利用受体亲本日本晴与Z481杂交构建的次级F2分离群体以SAS9.3统计软件的混合线性模型(mixed linear model,MLM)法进行穗部性状QTL定位(P<0.05),然后,根据基因型和表型,从F2选择42个单株在F3株系利用MAS法培育单片段及双片段代换系,并利用IBM SPSS Statistics 25.0的ONE-WAY ANOVA和TWO-WAY ANOVA分析及LSD和Duncans多重比较(P<0.05)分析这些单片段代换系(SSSL)和双片段代换系(DSSL)的QTL加性和上位性效应。【结果】以日本晴/Z481构建的次级F2群体共定位出12个控制水稻穗部性状的QTL,并培育出相应QTL的11个单片段代换系(S1—S11)和3个双片段代换系(D1—D3)。其中,有8个QTL(qGL1、qGL3、qGL6、qGW1、qGW3、qRLW1、qRLW3和qRLW6)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定。此外,利用单片段代换系鉴定到qGL1-2、qGL1-3、qGL3-2等33个QTL。其中,qNSB1-1等15个可能为新鉴定的QTL。且利用3个DSSL分析了非等位QTL间的上位性效应,结果表明,不同QTL聚合会产生不同的上位性效应,如qGL3(a=1.26)和qGL6-2(a=0.86)聚合产生了-0.77的上位性效应,据DSSL遗传模型,D2的粒长遗传效应(1.35)产生了更长的粒长表型;qGWT3-2(a=3.18)和qGWT6-2(a=3.39)聚合产生了-5.46的上位性效应,则D2的千粒重遗传效应(1.11)产生了更小的籽粒。【结论】Z481的4个代换片段上共携带45个水稻穗部性状的QTL,并进一步分解到11个次级单片段代换系上,单片段代换系具有比F2群体更高的QTL检测效率。利用SSSL和DSSL解析的水稻穗部性状QTL的加性效应和上位性效应,有助于根据这些遗传信息预测设计基因型的表型,从而选择合适的SSSL进行育种设计。 展开更多
关键词 水稻 穗部性状 QTL 染色体代换片段 加性效应 上位性效应
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基于水稻长大粒染色体片段代换系Z66的粒型QTL的鉴定及其聚合分析 被引量：4
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作者 向思茜 李儒香 +8 位作者 徐光益 邓岢莉 余金琎 李苗苗 杨正林 凌英华 桑贤春 何光华 赵芳明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期731-743,共13页
水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制。染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料。本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代... 水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制。染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料。本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代换片段,平均代换长度为3.32Mb。然后,以日本晴/Z66创建的次级F2群体定位出12个控制水稻籽粒大小的QTL,并培育出具有目标QTL的5个新单片段代换系(S1~S5)和4个新双片段代换系(D1~D4)。其中有9个QTL(qGL3、qGL7、qGL10、qGW6、qGW10、qRLW3、qRLW10、qGWT3、qGWT10)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定。此外,还利用单片段代换系鉴定到6个新的QTL(qGL9-2、qGW9-2、qRLW6、qRLW7、qRLW9-2、qGWT7)。在这18个QTL中,qGL9-2、qRLW9-1、qRLW9-2、qGW9-2、qGWT9-2可能是新鉴定的QTL。双基因聚合分析表明,不同QTL间聚合产生不同的上位性效应。如qRLW3(a=0.21)和qRLW9-2(a=0.08)聚合产生了0.10的上位性效应,使D2具有比受体日本晴、S1(qRLW3)和S4(qRLW9-2)更大的谷粒长宽比,且差异显著。qGWT3(a=3.99)和qGWT10(a=3.98)聚合产生了-5.35的上位性效应,其遗传效应(2.62)使D3的千粒重比日本晴显著增加,而比S1(qGWT3)和S5(qGWT10)显著减少。了解QTL间的互作效应可对未来基因型的表型进行预测,从而对实现智能型设计育种至关重要。 展开更多
关键词 水稻 粒型 QTL 染色体代换片段 加性效应 上位性效应
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基于水稻矮秆长粒CSSL-Z688的QTL鉴定及SSSLs培育 被引量：3
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作者 李苗苗 李儒香 +9 位作者 秦鱼河 邓岢莉 余金琎 徐光益 向思茜 杨正林 桑贤春 凌英华 何光华 赵芳明 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期33-44,共12页
水稻株高、粒型等性状是由多基因控制的数量性状,遗传基础复杂.水稻染色体片段代换系(CSSL)是研究复杂性状的理想遗传材料,然而目标基因的水稻单片段代换系(SSSL)的培育则需要多年多代逐步完成.以4代换片段的水稻矮秆长大粒CSSL-Z688为... 水稻株高、粒型等性状是由多基因控制的数量性状,遗传基础复杂.水稻染色体片段代换系(CSSL)是研究复杂性状的理想遗传材料,然而目标基因的水稻单片段代换系(SSSL)的培育则需要多年多代逐步完成.以4代换片段的水稻矮秆长大粒CSSL-Z688为研究材料,鉴定出7个株高及粒型性状的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL);进一步培育了目标QTL的5个纯合单片段代换系和5个杂合单片段代换系,其中6个QTLs(qPH1-1,qPH1-2,qGL1,qGL12,qRLW1和qGWT1)能够被纯合单片段代换系所验证.还鉴定出11个新QTLs,分别为qPH2,qGL1-2,qGL2,qGW1,qRLW1-2,qRLW2,qRLW12,qGWT1-2,qGWT2,qGWT6和qGWT12,其中7个QTLs尚未被报道.QTL加性和显性效应表明:水稻株高、粒长、千粒质量等表型同时受到多个QTL加性和显性效应的共同影响,如来自供体西恢18的qph1-1,qPH1-2,qPH2的加性效应和qPH1-1/qph1-1及qPH1-2/qph1-2和qPH2/qph2的显性效应共同影响株高的遗传;来自西恢18的qGL1,qgl1-2,qGL2和qGL12的加性效应及qGL1/qgl1的显性效应共同影响水稻粒长的遗传;来自西恢18的qGWT1,qGWT1-2,qGWT2,qGWT6和qGWT12的加性效应及qGWT1/qgwt1,qGWT1-2/qgwt1-2,qGWT6/qgwt6,qGWT2/qgwt2和qGWT12/qgwt12的显性效应共同影响千粒质量的遗传.这些结果表明单片段代换系的构建可有效地将遗传复杂的数量性状分解为单位点进行研究,为以单片段代换系为平台的水稻分子设计育种提供了重要遗传信息. 展开更多
关键词 水稻 染色体片段代换系(CSSL) 粒型 株高 QTL定位
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