作物RI群体NCIII和TTC设计的QTL作图法：理论方法、软件及应用

NCIII和TTC设计是研究杂种优势的优良遗传交配设计，依据分子数量遗传学的基本原理，我们近期已提出了对作物DH群体、RI群体采用NCIII设计构造的永久回交群体作为作图群体，等效率的检测与估计显性和加性效应的回归分析法和方差分析法，并以水稻为例，剖析了水稻产量性状表现及杂种优势的遗传基础。在此基础上，本研究提出进一步建立NCIII和TTC设计的加性-显性效应联合检测的复合区间作图法（包括：基于多重多元回归模型及最小二乘估计的复合区间作图法、基于混合线性模型的复合区间作图法），以及QTL上位性作图法，将能够更准确的检测与估计数量性状基因的加性、显性、互作效应，亦能更精细的剖析杂种优势的遗传基础；同时，通过系统的计算机模拟试验，对所提方法的可行性和有效性进行研究，并编制相应的分析软件充实到我们已编制的分析软件 QTL-III中；最后，将这些新方法应用于已有的水稻实验数据，进行实例分析。

本课题经过三年研究，建立了作物RI群体NCIII设计的基于混合线性模型的加性-显性效应联合检测的QTL作图法，TTC设计的基于贝叶斯的全基因组QTL上位性作图方法和NCII设计的配合力QTL定位法。分别对这些方法进行了理论推导、程序编译、模拟数据和实例数据分析。这些方法的建立为杂种优势和配合力遗传基础的研究奠定了一定的基础。对基于RI群体NCIII设计下的两优良水稻杂交组合的9个农艺性状进行分析，研究表明，杂种优势和数量性状表型均受各种遗传效应尤其是上位性的影响，杂交组合不同、性状不同，各种遗传组分在性状的遗传基础中所占的比例也不同。对基于BCRIL群体NCII设计下水稻的9个农艺性状进行分析，结果表明：一般配合力（Gca）由多个QTL位点控制，gca-QTL散布在多个染色体的不同区段；用RIL和gca值能检测到相同的QTL，说明gca-QTL主要是加性效应；控制不同性状的gca-QTL，可能存在于相同的染色体区段或一因多效。