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水稻重要农艺性状均由多基因(QTL)所控制,遗传基础复杂。研究水稻重要农艺性状基因(QTL)的遗传互作,对深入了解这些性状的遗传特点,进而进行有效的遗传改良具有重要的指导作用。本研究选取10个以华粳籼74为背景的单片段代换系为材料,采用杂交和分子标记辅助选择技术构建单片段代换系的杂合体、双片段代换系的杂合体和三片段代换系的杂合体,通过分析这三类代换系的目标性状表型,对水稻F1花粉不育基因间及产量相关性状QTL间的遗传互作进行了研究,得到如下结果:
1.以分别携带S-c、S-d和S-e座位区域的10个染色体单片段代换系及受体亲本华粳籼74为材料,分别构建出三类片段代换系的杂合体。花粉育性鉴定结果显示,双片段代换系的杂合体花粉育性与相应两个单片段代换系的杂合体花粉育性之积间、三片段代换系的杂合体花粉育性与相应三个单片段代换系的杂合体花粉育性之积间均没有显著性差异,表明这三个座位间遗传效应相互独立,不存在上位性效应。
2.用含有S-c、S-d座位区域各2个单片段代换系、含有S-e座位区域1个单片段代换系及相应供体亲本分别与华粳籼74杂交,构成5对遗传背景不同,而目标杂合区域来源相同的F1,用与三个座位紧密连锁分子标记分析相应F2群体。结果显示,与S-d、S-e座位紧密连锁的分子标记,在单片段代换系与华粳籼74和华粳籼74与供体亲本间杂交的F2分离群体中,均没有表现出偏态分离;与S-c座位紧密连锁的分子标记在单片段代换系与华粳籼74杂交的F2分离群体中,没有表现出偏态分离,但在单片段供体亲本与华粳籼74杂交的F2分离群体中,标记出现明显的偏态,进一步分析表明在S-c座位邻近区域可能存在其他偏态因子。因此,不同遗传背景下S-d和S-e作用不受影响,但S-c座位是否受影响还需进一步研究。
3.以8个单片段代换系及受体亲本华粳籼74为材料,构建了8个单片段代换系的杂合体和16个双片段代换系的杂合体。多重比较分析这两类代换系的杂合体的9个产量相关性状的表型。结果表明,控制同一性状的不同QTL间普遍存在上位性作用,在9个性状的116次双片段代换系的杂合体上位性的分析中,有39次双片段代换系的杂合体检测出上位性,具有负效应上位性的有14次,正效应的有25次。粒宽的双片段代换系的杂合体上位性最多,有8次,全部为负效应;剑叶长、有效穗、穗长检测出的最少,各有2次;其余性状3-7次不等。