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柱头外露率是水稻最重要的农艺性状之一,其对于水稻杂交种的商业化生产效率改进有着重要贡献。由于可通过增加水稻的柱头外露率来提高杂交水稻的制种效率,因此,柱头外露率是杂交稻商品化制种技术有效改良的重要性状之一。 首先,我们以高柱头外露率的协青早B和和低柱头外露率的中恢9308为双亲构建的134个重组自交系(RIL)用于柱头外露率QTL定位,共检测到含单柱头外露率(SSE)、双柱头外露率(DSE)和总柱头外露率(TSE)总共8个QTL(qSSE6,qSSE11, qDSE1a, qDSE1b, qDSE10, qDSE11, qTSE1和qTSE11)。其中qSSE11和qTSE11位点在此前没有报道过,来自亲本协青早B的等位基因qDSE11表现出正向的加性效应。此外,还检测到三个与每穗穗粒数(SNPP)关联的位点,分别为qSNPP1、qSNPP3a和qSNPP3b。值得一提的是,在海南和浙江两个不同的环境均检测到了qSNPP1位点。 接着,我们进行了“水稻(Oryza sativaL)柱头外露率的数量性状基因座的遗传定位”,以此来确定该性状的数量性状位点QTL,我们对从亲本发展来的75个染色体片段置换系(CSSL)进行检测,其中供体亲本为具有高柱头外露的保持系协青早B,轮回亲本为具有低柱头外露率的中恢9308。总共发现了关于单柱头外露(SSE)、头双边外露率(DSE)和总柱头外露(TSE)的九个QTL位点qSSE5, qSSE10,qDSE11,gTSE5,qTSE6,qTSE10和qTSE11在两个环境(海南和浙江)中检测到。其中六个QTL(qSSE10,qSSE11,qDSE10,qDSE11,qTSE10和qTSE11)同时在两个环境中检测到,一个QTL(qTSE6)只在海南发现,两个QTL(qSSE5和gTSE)只在浙江发现的。来自亲本协青早B的等位基因qSSE10,qSSE11,qDSE10,qDSE11,qTSE6,qTSE10和qTSE11基因表现出正的加性效应。相反,来自中恢9308的等位基因qSSE5和qTSE5表现出负的加性效应。上述SSE、DSE和TSE性状在同一环境中呈显著相关。 随后,我们进行了“主要数量性状位点的遗传分析(qSE11)和水稻的柱头外露率的验证(Oryza sativa L.)在这项研究中,我们从两个亲本协青早B(XQZB)和中恢9308(ZH9308)开发了近等基因系,它们分别具有高和低柱头外露率。我们用75套以ZH9308为背景的携带XQZB的基因组导入片段的基因组染色体片段代换系(CSSL)进行柱头外露率的QTL分析,发现一个位于11号染色体的长臂上的主效QTL(qSE11),表现出高的柱头外露率。在本研究中我们所利用的以ZH9308为背景的携带XQZB的基因组导入片段的近等基因系比亲本具有更高的柱头外露率。经验证,基因gSSE11控制单柱头外露率,同时对双柱头和总柱头外露率也有影响。遗传分析表明,qSSS11表现为单个孟德尔因子,其来自XQZB的等位基因提高了柱头的外露率。为了保证水稻柱头外露率QTL的正确性,我们利用一个C65片段代换系通过与ZH9308的回交以及随后的自交建立起次级群体F2(BC5F2)和F3(BC5F2∶3)。此后的精细定位是用来自F2群体的3600个单株和来自F2∶3的3200个单株进行。我们进一步研究了主效QTL qSE11的遗传图谱,并缩小区间到11号染色体长臂上的350.7-kb区域内。这些信息将有助于未来对控制柱头外露率的候选基因的分离与鉴定,同时为之后的精细定位、基因克隆和MAS提供了指导。控制柱头外露率的基因将会对杂交水稻育种工作产生深远的影响。