中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (3): 401-415.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.03.001
李璐(), 谢庄, 谢可盈, 张瀚, 赵卓文, 向奥妮, 李巧龙, 凌英华, 何光华, 赵芳明(
)
收稿日期:
2024-07-12
接受日期:
2024-08-14
出版日期:
2025-02-01
发布日期:
2025-02-11
通信作者:
联系方式:
李璐,E-mail:1490703160@qq.com。
基金资助:
LI Lu(), XIE Zhuang, XIE KeYing, ZHANG Han, ZHAO ZhuoWen, XIANG AoNi, LI QiaoLong, LING YingHua, HE GuangHua, ZHAO FangMing(
)
Received:
2024-07-12
Accepted:
2024-08-14
Published:
2025-02-01
Online:
2025-02-11
摘要:
【目的】水稻粒型是由多基因控制的数量性状,将其遗传分解于单片段代换系(SSSL)中,并解析其遗传方式,为后续基因的遗传机制研究和设计育种提供依据。【方法】以日本晴为遗传背景的水稻染色体片段代换系Z492为研究材料,应用混合线性模型(MLM)进行粒型性状QTL的遗传分解和解析。【结果】以日本晴/Z492构建F2群体,共鉴定出4个粒型QTL,包括粒长qGL6、qGL7和长宽比qRLW7、qRLW12,构建这些QTL的3个单片段代换系(S1—S3)和3个双片段代换系(D1—D3)。利用3个SSSL进一步鉴定出8个粒型性状QTL,包括qGL6、qGL7,以及6个新鉴定的QTL(qGW6、qRLW6、qGW7、qGWT7、qGL12和qGW12)。同时,分析不同QTL在3个DSSL中的遗传模式。结果表明,qGL6(a=0.26 mm)和qGL7(a=0.21 mm)互作产生-0.21 mm的粒长上位性效应,导致D1的粒长遗传效应(0.26 mm)与二者的加性效应相当。因而,D1的粒长(7.98 mm)与含单个QTL的S2和S1粒长(7.89和7.98 mm)无显著差异,而比日本晴的粒长(7.47 mm)显著增加。表明在设计育种中选择qGL6和qGL7聚合对增加粒长无效。qGW6(a=0.07 mm)和qGW12(a=0.06 mm)在D2中独立遗传,二者聚合产生的遗传效应(0.13 mm)使D2的粒宽(3.65 mm)比相应单片段代换系显著增加。因而在设计育种中可选这两个QTL增加粒宽。qGW7(a=0.11 mm)和qGW12(a=0.06 mm)互作则产生-0.10 mm的粒宽上位性效应,导致D3的粒宽遗传效应(0.07 mm)与qGW12的加性效应相当。因而D3的粒宽(3.59 mm)与含qGW12的S3无显著差异,而比日本晴显著变宽(3.44 mm),比携带qGW7的S2显著变窄(3.66 mm)。【结论】以单片段代换系和双片段代换系鉴定不同性状QTL对设计育种是非常必要的。不同QTL聚合会产生不同的遗传模式,有些是独立遗传,有些呈现不同的上位性效应。同时,S1和S3杂交可实现长宽大粒的育种目标,S1和S2杂交可产生比相应单片段代换系更重的籽粒,而S2和S3杂交无实际意义。
李璐, 谢庄, 谢可盈, 张瀚, 赵卓文, 向奥妮, 李巧龙, 凌英华, 何光华, 赵芳明. 水稻CSSL-Z492单、双片段代换系构建及粒型QTL的遗传解析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(3): 401-415.
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表1
日本晴/Z492的F2群体中鉴定出的水稻粒型性状QTL"
性状 Trait | QTL | 染色体 Chr. | 连锁标记 Linked marker | 估计效应 Estimated effect | 贡献率 Var. (%) | P值 P value |
---|---|---|---|---|---|---|
粒长Grain length (mm) | qGL6 | 6 | RM494 | 0.07 | 4.97 | 0.0314 |
粒长Grain length (mm) | qGL7 | 7 | RM5672 | 0.15 | 24.16 | <0.0010 |
长宽比Rate of length to width | qRLW7 | 7 | RM5672 | 0.03 | 6.24 | 0.0208 |
长宽比Rate of length to width | qRLW12 | 12 | RM491 | 0.03 | 4.57 | 0.0400 |
图4
培育的SSSL(S1—S3)和DSSL(D1—D3)草图 S:单片段代换系(SSSL);D:双片段代换系(DSSL);GL:粒长;GW:粒宽;GTW:千粒重;RLW:长宽比;S1(Chr.6,RM439--RM494--RM20769);S2(Chr.7,RM6081--RM5672--RM1186);S3(Chr.12,RM6288--RM491-RM3455--RM7119);D1(Chr.6,RM439--RM494--RM20769;Chr.7,RM6081--RM5672--RM1186);D2(Chr.6,RM439--RM494--RM20769;Chr.12,RM6288--RM491-RM3455--RM7119);D3(Chr.7,RM6081--RM5672--RM1186;Chr.12,RM6288--RM491-RM3455--RM7119)"
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