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采用分子标记技术和应用混合线性模型的复合区间作图方法定位了Lemont/特青F13重组自交系产量构成因子及其相关性状的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。构建了一套特青背景的近等基因导入系(near-isogenic introgression lines,NIILs)。在此基础上,定位和检测了影响14个水稻重要农艺性状的QTL和QTL之间的互作效应,以减少QTL定位中遗传背景的干扰,进一步验证采用分离群体定位到的QTL。主要研究结果如下:1.有效穗数、每穗粒数及其相关性状的QTL分析 应用292个Lemont/特青F13重组自交系及含272标记的遗传连锁图谱剖析单株有效穗数和每穗粒数及其相关性状的遗传。所有性状呈现超亲分离。每穗粒数主要取决于穗部枝梗数性状,穗部长度性状则主要通过枝梗数性状间接影响每穗粒数。检测到影响有效穗数和每穗粒数及其相关性状的QTL 51个和互作位点45对,它们可以解释60%以上的性状总变异。绝大多数每穗粒数的QTL与其相关性状的QTL定位在一起,穗部枝梗数性状与每穗粒数定位在一起的QTL数是长度性状的两倍,故前者对每穗粒数的作用更大。仅有2个有效穗数QTL与每穗粒数相关性状的QTL相邻,因此通过标记辅助选择有可能实现有效穗数与每穗粒数的有利重组。影响有效穗数的QPn4和影响穗枝梗数和长度的QPbn3b,QPbn4和QPbl4等主效QTL,在标记辅助选择中具有重要的应用价值。2.千粒重及其相关性状的QTL分析 分析了粒重及籽粒长、宽、厚、长/宽、体积和容重6个相关性状的遗传。所有性状在重组自交系后代均出现超亲分离。粒重与其它籽粒性状均呈显著正相关,而涉及籽粒品质的容重与粒宽、厚和体积呈显著负相关。检测到影响粒重及其相关性状的主效QTL48个和互作位点38对,这些QTL解释了各性状55%以上的表型变异。绝大多数影响籽粒性状的QTL定位在同一染色体区域,一因多效是这些相关性状的主要遗传基础。影响粒重及其相关性状的QTL与影响SNP及其相关性状的QTL定位在不同的染色体区域,表明这两个库性状及其相关性状的基因大多是独立遗传的。QGl3等通过籽粒体积间接影响粒重,Lemont增效等位基因有利于籽粒品质的改良,而QGWS和Q*J的特青增效等位基因增加粒重同时降低籽粒容重及品质。通过标记辅助选择进行不同 QTL的重组,有望在增加粒重的同时改善籽粒品质。3.特青背景 基因导捅的构建及其遗传结构分析 分析了266个特青背景不同世代的近等基因导入系(NllLs)的遗传结构。在供试 146标记位点上均不同程度地检测到供体等位基因,不同染色体及同一染色体的不同位点的供体等位基因导入频率各不相同,导入片段以第*染色体最多,第7染色体最少,表明染色体本身会影响等位基因导入。染色体末端的供体等位基因导入频率和由单个标记检测到的点导入频率均高于其它位点。每个* 的供体基因组平均占8.99%,变幅为0—43.15%;导入纯合和杂合的供体片段数分别为7.85t6.ZI个和3.19i3.04个,它们大多分布在14~28CM范围,而且片段长度随自交代数的增加明显缩短。导入片段的纯合速度在不同染色体间有较大差异,以第10染色体最快,其纯合片段高达80.5%,第2染色体最慢,为61石5%。同一染色体不同位点的等位基因纯合速度也存在较大差异。连续回交后代的导入片段杂合率和供体亲本基因组比例接近理论值,而回交与自交交替后代却明显高于理论值。 从266个NllLS中筛选出49个跨叠系。跨叠片段总长度为3062.ZCM,为146标记所覆盖供体基因组的 1.37倍。每个跨叠系平均带有 7个纯合片段和 2个杂合片段,片段平均长度为62.SCM,变幅为10厂叫39.7CM。4.应用NllLS群体定位水稻囵农艺性状QTL 采用图示基因型重叠方法定位了 NllLs群体的产量构成因子、株型等 14个性状的 QTL并检测了 QTL之间的互作效应。重叠定位显著影响以下性状的 54个QTL,包括单株有效穗数4个、每穗粒数5个、千粒重5个、穗长5个、粒型5个、落粒性3个、分蕴角4个、剑叶角4个、剑叶面积3个、叶面积5个、株高4个、抽穗期4个、稻曲病抗性2个和基部第一伸长节茎壁厚度1个,以及显著影响10个性状的QTL之间的互作15对,包括影响单株有效穗数、每穗粒数、干粒重、落粒性、分巍角、剑叶角各1对,穗长、粒型和株高各2对,抽穗期3对。在NllLS中不仅证实以前采用重组自交系群体定位的QTL及其位置,尤其是主效 QTL,甚至加性效应的方向和大小也比较一致。此外定位到少 2数先前被漏检的微效 QTL。多数 QTL的加性互作效应低于相应的主效 QTL,平均为单个*L主效应的31.59%。但影响粒重(QGWo与*Wd和株高(QPhl与 QPh入 QPhl与 QPh4)的平均加性互作效应为单个主效 QTL的 1.31倍。对应用 NllLS定位 QTL和检测互作效应的特点及效果进行了讨论。