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现阶段,用育种的方法将控制良好组培特性的基因转移到优良农艺性状的背景中是克服花培遗传性障碍的有效途径,因而组织培养性状的遗传特性的研究愈来愈受到重视。水稻花药培养在基因工程、育种和遗传学研究中起着重要作用。但水稻花培力低,特别是出愈率低在很大程度上限制了水稻花药培养在育种和遗传研究中的应用。本研究的目的是用分子标记定位控制水稻花药培养力的QTLs并对花药培养特性进行遗传分析,为利用分子标记辅助选择选育高花药培养力的材料、克隆控制高花药培养力的基因打下基础,以及为细胞全能性机理的探索提供新的线索。本研究用高花药培养力的美国品种Lemont和低花药培养力的中国品种特青构建的重组自交系群体及一个包含有273个标记的连锁图谱,利用QTLmaper1.6软件以及mapmake3.0软件对控制水稻花药培养的愈伤组织的诱导率、再生率、白苗率、绿苗率四个指标进行QTL分析,定位控制花药培养力的基因,并对它们的加性效应及加加上位性效应进行分析。主要结果归纳如下:
⑴本实验检测到3个控制花药诱导率的加性的QTL,分别位于水稻的第1、6、12条染色体上,3个QTL的贡献率均小于5%,解释总变异的3.61%;检测到10对控制水稻花药愈伤组织诱导率加性×加性上位性效应QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、8、9和12号等共10条染色体的相应区间内。其中4对上位性效应为正值,贡献率为5.89%、3.13%、4.57%、10.20%;6对上位性效应为负值,贡献率为2.96%、3.78%、7.55%、7.21%、10.74%和6.49%。上位性效应QTL对性状累积贡献率为62.51%。
⑵共检测到2个控制水稻花药再生率的加性效应QTL,分布在第5和第9染色体上,贡献率分别为9.96%,7.35%,累计贡献率为17.31%。检测到3对加性×加性上位性效应,分布在第1、4、5、11共4条染色体的相应区间内。其中1对上位性效应为正值,贡献率为8.57%;2对上位性效应为负值,贡献率分别为6.93%和6.89%。所有上位性效应的累积贡献率为22.40%。
⑶共检测到2个控制水稻花药白苗率的加性效应QTL,分别位于第4、5染色体上,贡献率分别为1.50%,6.90%,累计贡献率为8.40%。检测到12对加性×加性上位性效应,分布在除第9条外的11条染色体的相应区间内。其中6对上位性效应为正值,贡献率分别为4.92%,5.34%,3.28%,6.77%,5.94%,8.85%;6对上位性效应为负值,贡献率分别为5.78%,9.52%,6.31%,5.91%,3.96%,4.81%。所有上位性效应的累积贡献率为71.40%。
⑷共检测到4个控制水稻花药绿苗率的加性效应QTL,分别位于第3、5、8、9号染色体上,贡献率分别为1.67%,13.26%,1.68%,3.82%,累计贡献率为20.42%。共检测到10对加性×加性上位性效应,分布在除第2、4条外的其余10条染色体的相应区间内。其中4对上位性效应为正值,贡献率为7.34%,3.31%,7.64%,8.37%;6对上位性效应为负值,贡献率分别为10.00%,6.28%,3.22%,6.73%,3.20%,2.20%。所有上位性效应的累积贡献率为58.40%。