水稻S5位点基因芯片检测——预测小穗育性

水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，其产量和品质的提升直接关系到国家的粮食安全。而水稻的籼粳杂种育性，一直是育种家们关注的焦点。籼稻和粳稻作为水稻的两个主要亚种，它们之间的杂种优势显著，但由于生殖隔离的存在，杂种育性通常较低，极大地限制了杂种优势的有效利用。

S5，是控制水稻籼粳杂种育性的关键位点。研究发现[1]，S5位点上三个紧密连锁的基因（ORF3、ORF4、ORF5）共同调控籼粳间的杂种育性。其中，ORF5+和ORF4+共同作用导致细胞内质网胁迫，而ORF3+则充当护卫，能够阻止这种胁迫并产生正常配子。ORF3、ORF4、ORF5共有12种单倍型，不同单倍型组合会直接影响水稻的胚囊育性（图1）。

因此我们根据文献[1]中S5位点的基因信息，结合基因芯片检测数据，将每个样本S5位点的ORF3、ORF4、ORF5的基因型判定为++、--或nn中的某一类型（图2），根据父本及母本的组合列表信息，就可以实现杂交后代小穗育性的预测（图3），该方法适用于早期快速筛选和鉴定优势杂交组合，加速育种进程，提高育种效率。

图2 双绿源水稻基因芯片检测10个样本的S5基因型信息

（若亲本在S5位点基因型为杂合或缺失，则无法进行预测）

参考文献：[1]水稻杂种不育及广亲和的基因互作研究[J]. 2018.