摘要: 水稻高产优质对于解决粮食安全和满足人类需求具有重要的意义。水稻粒形既是重要的农艺性状，与水稻产量和品质密切相关；又是受多基因遗传体系控制的数量性状，除受基因加性作用外，还普遍存在基因与基因互作和基因与环境互作。因此，研究水稻粒形的... 展开 水稻高产优质对于解决粮食安全和满足人类需求具有重要的意义。水稻粒形既是重要的农艺性状，与水稻产量和品质密切相关；又是受多基因遗传体系控制的数量性状，除受基因加性作用外，还普遍存在基因与基因互作和基因与环境互作。因此，研究水稻粒形的遗传机制具有重要的理论和实际意义。本研究基于单片段代换系材料和半双列杂交作图群体方法，分析了4个粒形基因间各层级不同的上位性分量，探索粒形基因的遗传模式，挖掘可利用的粒形基因，为分子聚合和设计育种提供依据和材料。本研究主要结果如下： 1.4个单片段代换系材料的确携带有粒形基因。3个季节证实了这4个SSSLs在粒形性状上带有显著的加性效应和显性效应。其中基因GW5缩短粒长，其余基因使籽粒增长，它们还同时涉及到多个粒形性状，且对早、晚季环境稳定。 2.粒形基因聚合效应显著。除GW5/gw8组合对粒长以及gs3/GW7、gs3/GW5/gw7、gs3/GW5/gw8组合对粒宽无效外，其余聚合系均显著的改变粒长和粒宽。以长/宽为指标，聚合系gs3/GW7，gs3/gw8，gs3/GW5/gw8，gs3/GW7/gw8效果最好。 3.粒形基因间普遍存在上位性互作。除GW5/GW7/gw8外，所有粒形基因组合均发生显著的互作，双基因间主要以加加上位性互作为主，可同时作用于多个粒形性状，对环境敏感。多位点互作似乎更为普遍，效应更大。 4.上位性的性质取决于构成的基因。统计发现，正上位性效应至少有一个负效基因参与，而负上位性效应则至少有一个正效基因参与。粒形基因上位性主要为负值(占72.1%)，或许是因为正效粒形基因的缘故。 5.粒形基因间上位性具有多效性。大部分粒形基因聚合系，既存在着粒形性状上的互作，同时也存在至少4个其他产量及其构成性状的互作。组合gs3/GW5、gs3/GW5/gw8的上位性显著地提高单株产量。 6.粒形性状间遗传相关取决于基因间效应分量的相关。粒长与粒宽的遗传相关主要由加性、显性效应引起，而与上位性无关。粒长和长宽比、粒宽和长宽比等的遗传相关由加性、显性以及上位性效应共同决定。 研究结果揭示了4个粒形基因的遗传机制，筛选到一些有价值的基因组合，为水稻粒形的分子设计育种提供了依据和材料。 收起