水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的粮食作物,全世界有一半以上的人口以水稻为主食。同时水稻也是研究禾本科植物的重要模式植物,解析水稻功能基因的研究为水稻育种提供了有力的理论依据。水稻大多数农艺性状是由多基因控制的数量性状,对数量性状基因座(quantitativetraitloci,QTL)的鉴定和定位在遗传研究和育种利用中具有非常重要的意义。水稻单片段代换系(single segment substitution line,SSSL)只含有一个来自供体亲本的染色体片段,且消除了遗传背景的干扰,是用于数量性状位点鉴定和定位的重要遗传材料,它具有单一性、稳定性和高效性的特点。本研究利用已完成基因组测序的籼稻品种931 1为受体,粳稻品种日本晴为供体,结合分子标记辅助选择技术,构建了一套单片段代换系材料。在这套单片段代换系材料中发现了一个控制粒重的材料qGW11,对其进行遗传分析,结果 一如下:1、通过对粒重材料qGW11和对照亲本93 1 1的表型和农艺性状分析,发现与受体亲本9311相比,单片段代换系qGW11的千粒重显著减小,谷粒长度比9311稍短,谷粒宽度与9311无显著差异,粒厚减小,与9311呈极显著差异,表明可能由于粒厚原因导致千粒重减小。对谷粒外颖壳表皮细胞的电镜扫描观察发现,qGW11的细胞长、宽都比931 1小,但细胞的数目增加。2、通过9K-SNP基因芯片分型检测,将此控制粒重的QTL定位在第11染色体短臂端1269kb-5414kb之间。利用此区间内开发Indel多态性标记,结合片段重叠定位法,将控制粒重的QTL定位在2273kb-4772kb之间的区域内,在此区间内发现有两个位点可能与控制粒重的性状连锁。3、在这套单片段代换系中还筛选到的分别含GS3、gw5的代换系材料。利.用这两个单片段代换系材料分别与qGW11杂交聚合,研究这三个基因间的互作关系,结果发现,在NIL-gw5/GS3聚合材料中,GS3对千粒重影响的效应值较大,负调控千粒重,而gw5对GS3有正向调控的作用,会使NIL-gw5/GS3的粒长变得更短,最终形成短圆的谷粒;NIL-gw5/qGW11聚合材料对千粒重影响的效应值和NIL-qGW11对千粒重影响的效应值差不多,粒长效应值也介于NIL-qGW11和NIL-gw5之间,粒宽的效应值则偏向于NIL-gw5,这说明NIL-gw5/qGW11聚合材料的粒型表型可能是由于gw5、qGW11 的累加效应导致的;NIL-GS3/qGW11聚合材料中千粒重的遗传效应值比NIL-GS3、NIL-qGW11都大,且qRT-PCR结果表明,聚合材料中的GS3和qGW11表达量没有相互影响,两个基因聚合产生的谷粒形态应该是累加效应的结果。