基于渗入系群体对灿粳交产量杂种优势位点的研究

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昌恢T025是优异的籼稻恢复系,亦是超级稻品种五丰优T025的父本;Habataki是从日本引入的优良籼稻品种,二者杂交存在明显的杂种优势。为挖掘Habataki与昌恢T025杂交中的优势位点,本研究以粳稻Sasanishiki为遗传背景、籼稻Habataki为供体亲本的渗入系群体(Introgression lines,ILs)与昌恢T025杂交构建了F1杂合群体(Introgression lines heterozygotes,ILHs)。并通过在两个不同环境下(三亚和南昌)的种植,对ILs群体和ILHs群体产量相关性状的QTL进行了定位分析,结果如下:  1、利用ILs群体,在两个不同的环境中共检测到54个影响产量相关性状的QTL,表现出QTL成簇分布的现象,其中16个QTL能在两个不同环境中重复检测到。在所有QTL中,有38个QTL来自籼稻Habataki的等位基因能增加产量相关性状表现,占总QTL的70.37%。本研究与前人利用该套材料定位的QTL比较发现,有14个相同的QTL,其余40个为新发现的QTL。  2、利用ILHs群体,在两个不同的环境中共检测到23个影响产量杂种优势的QTL,表现出QTL成簇分布的现象,其中17个QTL表现为增效作用,占总QTL的73.91%,即来自Habataki等位基因与昌恢 T025等位基因的互作,能显著增加Sasanishiki与昌恢T025杂交F1产量相关性状的表现。在所有QTL中,有5个QTL(qHgwp4、qHtgw4-1、qHppp10、qHph1-1和qHdsp1)能在两个不同环境中重复检测到。其中,qHgwp4、qHtgw4-1、qHppp10和qHdsp1表现为增效作用,分别能增加籼粳亚种杂交后代单株产量、千粒重、单株有效穗数和着粒密度;qHph1-1能显著降低水稻株高。另外,检测到的qHssr5和qHssr9能显著提高籼粳亚种间杂交后代的育性。  3、通过对ILs和ILHs群体检测到的QTL对比发现,在ILs群体检测到的影响单穗总粒数、着粒密度、株高、株高和着粒密度的qSPP1、qDSP1、qPH1-1、qPH1-2和qDSP4-1,且在ILHs群体同样的位点检测到了对应的产量杂种优势QTL,即qHspp1、qHdsp1、qHph1-1、qHph1-2和qHdsp4,它们效应值方向一致,分别位于水稻第1、1、1、1和4号染色体的RM6887、RM7124、RM7600和RM5586附近。表明在这些位点可能存在着的影响产量相关性状以及产量杂种优势的重要基因(QTL)。其中qDSP1(qHdsp1)和qPH1-1(qHph1-1)能在两个环境中重复检测到。  4、从全基因组对影响产量相关性状的QTL和产量杂种优势QTL分析发现,在ILs和ILHs群体中,具有相同遗传背景,包含同一个主效QTL的不同株系之间(渗入片段大小不同),相关表型值存在较明显的差异。表明产量QTL的效应可能会受到渗入染色体片段大小的影响。
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