水稻I-,3-S光溫敏核不育基因和抽穗期基因的遺傳分析與分子定位.pdf

1、光溫敏不育水稻是一種重要的種質(zhì)資源，其發(fā)現(xiàn)和利用使雜交育種從三系轉(zhuǎn)為兩系成為可能，同時為更廣泛的利用水稻亞種間雜交優(yōu)勢創(chuàng)造了條件。光溫敏雄性核不育基因是兩系不育系的核心元件，它與兩系不育系的育性穩(wěn)定性有最直接的聯(lián)系。抽穗期是水稻重要的農(nóng)藝性狀之一，其長短決定了一個品種適合的種植區(qū)域和生產(chǎn)季節(jié)，是水稻育種的一個重要指標。對水稻光溫敏雄性核不育基因和抽穗期基因進行定位、分離和克隆，可以了解光溫敏雄性核不育現(xiàn)象和生育期的遺傳本質(zhì)以及光溫反應對

2、水稻抽穗期長短和光溫敏雄性核不育水稻育性轉(zhuǎn)換作用機理，從而為培育不同生育期并且育性安全的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)水稻奠定了基礎(chǔ)。 I3S是福建省農(nóng)科院水稻研究所培育的光(溫)敏不育系，其不育性穩(wěn)定，制種安全、具有較高的產(chǎn)量配合力；利用其配制的福兩優(yōu)63熟期早。938是93-11的選系，而93-11是目前應用最廣的兩系恢復系。 本研究以供體親本I3S和受體親本938雜交的后代BC1F2群體作為定位群體，對水稻光(溫)敏不育性狀和抽穗期相

3、關(guān)位點的性狀進行遺傳規(guī)律分析，并將控制相關(guān)性狀的基因分別定位在2號和8號染色體上。對水稻核不育基因和抽穗期基因的定位分析以及其控制路徑研究將會對水稻的分子輔助育種產(chǎn)生深遠的影響。 本研究對I3S、938及其雜交后代BCIF2群體的遺傳性狀進行分析并對相關(guān)性狀基因進行定位。主要的研究內(nèi)容包括： 1. 2007年夏季在福州水稻研究所基地自然長日條件下，光溫敏不育系親本I3S的植株高度不育，而在低溫短日條件下表現(xiàn)為可育。利用

4、供體親本I3S與受體親本938雜交，其F1代植株高度可育，并且育性穩(wěn)定。雜交后代BC1F2群體的育性表現(xiàn)為高度可育和高度不育兩種類型，其中不育株為153株，可育株為492株，可育株與不育株之間的比率為3，22:1。利用擬合度檢驗分析，符合孟德爾單基因控制的F2分離比3:1。表明光溫敏不育系I3S中的不育性狀受1對隱性基因控制，且等位基因可育對不育表現(xiàn)為完全顯性。在I3S中以純合隱性狀態(tài)存在，控制其在長日高溫下表現(xiàn)不育。 2.

5、利用上述群體，待植株抽穗時，隔日逐株觀察記載親本和群體的抽穗情況。以每株主穗抽出1cm作為該株抽穗的標準，以播種期到抽穗期的天數(shù)作為抽穗期，得到親本及其分離群體單株的抽穗期。其中I3S植株平均生育期為64天；938植株平均生育期為96天；BC 1F2群體抽穗期呈現(xiàn)連續(xù)正態(tài)分布。以76d和87d為分界，群體早熟植株，中熟植株與晚熟植株的數(shù)目分別為160、319、166，分離比例約為1：2：1，并且中熟植株的抽穗期稍微傾向于晚熟。遺傳分析表

6、明控制I3S抽穗期早熟性狀的為一對隱性基因控制，并且晚熟對早熟表現(xiàn)為不完全顯性。 3. 在已發(fā)布的遺傳連鎖圖譜上選取448對SSR標記，對I3S和938的親本之間進行多態(tài)性檢測。篩選出85對SSR標記，多態(tài)性比率為19.0％。 利用篩選出的85對多態(tài)性標記結(jié)合BSA法把不育基因進行初步定位在2號染色體上，與RM424的遺傳距離為21.2cM。為了進一步定位該基因，在RM424標記附近重新篩選了60對額外的分子標記。對B

7、C1F2群體的高度不育單株進行重組分析，又找到5個連鎖標記RM5897、RM6247、RM7575、4039-1和C365-1與目標基因連鎖，遺傳距離分別為：2.29cM、2.93cM、0.98cM、OcM和2.29cM。I3S不育基因與位于第2染色體的標記4039-1共分離。同樣利用篩選出的85對多態(tài)性標記結(jié)合BSA法對I3S×938雜交后代BC1F2群體的早熟基因池和遲熟基因池進行多態(tài)性分析，初步把抽穗期基因定位在8號染色體上，與S