利用构建的籼粳DH群体及其饱和的分子标记连锁遗传图谱为基础,通过其建立永久回交BCF1和测交TCF1群体,系统研究籽粒充实度在籼粳DH群体及其BCF1、TCF1群体中的遗传表现,全基因组定位水稻籽粒充实度QTL,解释亚种间水稻籽粒充实度的遗传基础,评价籽粒充实度基因在不同双亲回交遗传背景以及测交遗传背景中的表达特点及其遗传效应,系统剖析籼粳亚种间籽粒充实度基因的效应大小及其作用方式,探讨控制籼粳亚种间籽粒充实度的分子遗传机理。研究结果将为籼粳亚种间杂种优势利用研究提供重要理论依据。
籽粒充实不良是在籼粳稻亚种间杂交稻中普遍存在的现象,是籼粳杂交杂种优势利用的一大障碍。本试验利用籼粳DH群体(珍汕97/武育粳2号)及其与培矮64S构建的测交群体,以及根据DH群体构建的179个SSR饱和分子标记连锁遗传图谱,结合考察得到的亲本以及DH群体、TCF1群体籽粒充实度的数据,采用基于混合线性模型的复合区间作图法分析两个群体与籼粳杂种籽粒充实度相关的QTL位点。结果表明,籼粳亚种间籽粒充实度是受多基因控制的数量性状,并在两个群体中共检测到影响籽粒充实度的9个主效QTLs和两对互作。在DH群体中检测到的主效QTLs和1对互作分别解释表型变异的47.02%、6.01%;在TCF1中检测到的主效QTLs和1对互作分别解释表型变异17.37%、10.31%。表明了控制水稻籽粒充实度以加性效应为主,上位性对籽粒充实度也有一定影响。另外通过该DH群体和回交遗传学群体,系统研究了株高、抽穗期、育性和持绿性等性状,发现籼粳交引起株高增高、生育期延长、育性降低、籽粒充实度下降等杂等杂种优势是由加性效应、显性效应和上位性效应共同作用的结果,这一结果能很好地解释籼粳杂交表现的复杂性状的阐述。