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不育基因的位置及其效应的估计,是远缘杂交不育性机理研究中应解决的重要问题之一。远缘杂交中很大部分杂种的不育性是由染色体上一系列基因控制的,不育基因间常常存在相互作用。本文建立了三种遗传模型,对远缘杂交中不育基因的位置、效应以及上位性效应进行估计。提出了模型参数估计的最大似然法和EM算法,用MonteCarlo模拟对模型的适用性、参数估计效果进行了研究,并对水稻的一个种间杂交的回交群体和一个亚种间杂交的回交群体的分子标记数据进行了分析。结果如下:1、构建了针对不同群体不育基因上位性效应的三种遗传模型,分别为F2位点-位点模型、BC位点-区间模型和BC区间-区间模型。推导出完全标记信息下重组率和不育基因效应估计的公式,建立了参数的假设检验和多重检验方法。
2、MonteCarlo模拟研究结果表明,三种模型对不育基因的位置、效应及上位性效应均具有很好的估计作用。似然比值(LR)的三维立体图显示不育基因所处位置具有最大似然值,对不育基因的位置和效应检测效果好。
3、用Bootstrap估计参数偏差、标准差和均方差,并用其判断群体样本容量、连锁程度和不育基因效应对参数估计效果的影响。结果显示,三种分析方法中的各参数在样本容量大、连锁紧密和不育基因存活效应低的条件下估计效果最好。
4、利用BC双区间分析方法对水稻种间(Oryzasativa/Oryzalongistaminata//Oryzasativa)和亚种间(Balilla/NTH//Balilla)回交群体的标记基因型数据进行了研究。在亚种间检测到第1、3、4、6、8、9、10、12号染色体上存在8个不育基因,分别为其命名为:Sa1、Sa3、Sa4、Sa6、Sa8、Sa9、Sa10、Sa12,具有上位性效应的有11对。在种间检测到第1、3、6、8、10、11染色体上存在7个不育基因,分别为其命名为:Sb1、Sb3、Sb6、Sb8、Sb10-1、Sb10-2、Sb11,具有上位性效应的有5对。从种间和亚种间的5、11对基因的上位性效应中发现上位性效应至少比两个不育基因中的一个基因效应小,也存在比两个基因效应都小的情况。