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(shí)為更廣泛的利用水稻亞種間雜交優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)短決定了一個(gè)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(gè)重要指標(biāo)。對(duì)水稻光溫敏雄性核不育基因和抽穗期基因進(jìn)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(yīng)對(duì)

2、水稻抽穗期長(zhǎng)短和光溫敏雄性核不育水稻育性轉(zhuǎn)換作用機(jī)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(yīng)用最廣的兩系恢復(fù)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(duì)水稻光(溫)敏不育性狀和抽穗期相

3、關(guān)位點(diǎn)的性狀進(jìn)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(hào)和8號(hào)染色體上。對(duì)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(huì)對(duì)水稻的分子輔助育種產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 本研究對(duì)I3S、938及其雜交后代BCIF2群體的遺傳性狀進(jìn)行分析并對(duì)相關(guān)性狀基因進(jìn)行定位。主要的研究?jī)?nèi)容包括： 1. 2007年夏季在福州水稻研究所基地自然長(zhǎng)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(yàn)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(duì)隱性基因控制，且等位基因可育對(duì)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(zhǎng)日高溫下表現(xiàn)不育。 2.

5、利用上述群體，待植株抽穗時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)，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(duì)隱性基因控制，并且晚熟對(duì)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(duì)SSR標(biāo)記，對(duì)I3S和938的親本之間進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)。篩選出85對(duì)SSR標(biāo)記，多態(tài)性比率為19.0％。 利用篩選出的85對(duì)多態(tài)性標(biāo)記結(jié)合BSA法把不育基因進(jìn)行初步定位在2號(hào)染色體上，與RM424的遺傳距離為21.2cM。為了進(jìn)一步定位該基因，在RM424標(biāo)記附近重新篩選了60對(duì)額外的分子標(biāo)記。對(duì)B

7、C1F2群體的高度不育單株進(jìn)行重組分析，又找到5個(gè)連鎖標(biāo)記RM5897、RM6247、RM7575、4039-1和C365-1與目標(biāo)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(biāo)記4039-1共分離。同樣利用篩選出的85對(duì)多態(tài)性標(biāo)記結(jié)合BSA法對(duì)I3S×938雜交后代BC1F2群體的早熟基因池和遲熟基因池進(jìn)行多態(tài)性分析，初步把抽穗期基因定位在8號(hào)染色體上，與S