水稻產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的遺傳與相關(guān)研究、耐熱QTL定位及直鏈淀粉含量分子標(biāo)記輔助選擇.pdf

1、培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質(zhì)雜交稻新組合已成為當(dāng)前水稻育種的最重要的目標(biāo)；近年高溫造成水稻結(jié)實(shí)率顯著下降而導(dǎo)致產(chǎn)量的嚴(yán)重?fù)p失，水稻耐熱性的改良也日益迫切。本文用我省育成的5個代表性優(yōu)質(zhì)不育系組配的24個不完全雙列雜交組合，通過四川有生態(tài)代表性的四個試點(diǎn)試驗(yàn)，在消除以往同類研究存在的環(huán)境效應(yīng)和基因與環(huán)境互作效應(yīng)影響的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了雜交稻產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀及其穩(wěn)定性的遺傳與相關(guān)性，其中：品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性與其他性狀的相關(guān)性研究結(jié)果為首

2、次報道，并探討了我省培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質(zhì)雜交稻組合的可能技術(shù)途徑。用中優(yōu)早8號/豐錦雜交后代的168個秈粳交重組自交系群體和157個SSR分子標(biāo)記構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜，以自然常溫和高溫結(jié)實(shí)率的差值作為耐熱指數(shù)，采用復(fù)合區(qū)間作圖法，對抽穗揚(yáng)花期的耐熱性進(jìn)行了QTL分析，在第2、3、5連鎖群上檢測到3個新的耐熱QTLs。根據(jù)Wxa和Wxb的序列差異，建立了兩個新的STS標(biāo)記，開展了不育系直鏈淀粉含量分子標(biāo)記輔助育種研究，育成的一個優(yōu)

3、質(zhì)不育系通過省級鑒定，并組配出3個組合參加各級區(qū)試。旨在為我省高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質(zhì)雜交稻新組合選育、耐熱性遺傳改良提供理論參考和奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 主要研究結(jié)果如下： 1.雜交稻產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的遺傳和相關(guān)研究 1.1供試組合比汕優(yōu)63增產(chǎn)的組合數(shù)(30.43％)較少、增幅不大(0.66～4.05％)，主要原因在于不育系的配合力較低、雜交稻組合的結(jié)實(shí)率低：堊白粒率高、堊白度大和整精米率較低是雜交稻品質(zhì)存在的主要問

4、題。 1.2產(chǎn)量和粒長、粒寬、長寬比、堊白粒率、堊白度、糙米率、精米率、整精米率、直鏈淀粉含量、膠稠度和堿消值的基因型效應(yīng)、試點(diǎn)效應(yīng)均達(dá)到1％顯著水平，除堿消值外的其余性狀，基因型與試點(diǎn)的互作效應(yīng)也達(dá)到1％顯著水平。表明產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的遺傳改良和穩(wěn)定性評價都很重要。 1.3雙親配合力改良和組合的選配，對雜交稻的產(chǎn)量提高和除堿消值外的品質(zhì)改善都有顯著效果。產(chǎn)量以恢復(fù)系改良的作用最大(相對重要性62％，下同)，依次是不育系配

5、合力改良(24％)和組合的評價篩選(14％)：品質(zhì)以不育系改良的作用最大，但不同指標(biāo)各部分的相對重要性不同，改良的策略也應(yīng)不同。 1.4品質(zhì)性狀中堊白粒率、堊白度的穩(wěn)定性最差，整精米率、膠稠度和直鏈淀粉含量的穩(wěn)定性較差，長寬比和糙米率等穩(wěn)定性高；宜賓點(diǎn)對堊白粒率和堊白度、南充點(diǎn)對直鏈淀粉含量、作物所點(diǎn)對整精米率和膠稠度的鑒別力最強(qiáng)。 1.5品質(zhì)性狀間的相關(guān)分析表明，所有品質(zhì)指標(biāo)完美結(jié)合有一定難度。外觀、加工和食味品質(zhì)內(nèi)的

6、品質(zhì)指標(biāo)間，都存在有利于彼此促進(jìn)、共同協(xié)調(diào)改良的顯著或極顯著相關(guān)性；增大粒長和長寬比有利于外觀和食味品質(zhì)改善，但不利于整精米率提高；直鏈淀粉含量提高有利于提高整精米率。 1.6產(chǎn)量性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)分析表明，優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)結(jié)合有一定難度，主要表現(xiàn)在高產(chǎn)需增加單穗重，單穗重提高不利于外觀品質(zhì)改良、而有利于整精米率提高；穗數(shù)型的產(chǎn)量性狀構(gòu)成對整精米率提高不利，而有利于其它品質(zhì)性狀的改良。 1.7品質(zhì)性狀與其穩(wěn)定性相關(guān)分析表明，

7、單一品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性參數(shù)與其表型值之間的相關(guān)均未達(dá)顯著水平，培育對環(huán)境鈍感的優(yōu)質(zhì)稻是可能的；各品質(zhì)指標(biāo)間，堊白度大的糙米率和精米率的穩(wěn)定性差，增加堊白粒率和堊白度的穩(wěn)定性有利于提高整精米率，增強(qiáng)低堊白粒率和小堊白度穩(wěn)定性的間接選擇，對改善外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)都有重要作用。 1.8豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性之間的相關(guān)，豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分別與各品質(zhì)性狀穩(wěn)定性之間的相關(guān)，各品質(zhì)性狀穩(wěn)定性之間的相關(guān)，均不顯著，表明豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和綜合稻米品質(zhì)的穩(wěn)定性可

8、能較好的結(jié)合。 2.水稻抽穗期耐熱性的OTL分析 2.1檢測到qhts-2、qhts-3、qhts-53個加性效應(yīng)顯著的耐熱性QTLs，分別位于第2、3、5連鎖群上。單變異的貢獻(xiàn)率為6.59％～10.72％，聯(lián)合貢獻(xiàn)率為28.01％；位于第3染色體的qhts-3的效應(yīng)最大，貢獻(xiàn)率達(dá)10.72％，基因作用方式為加性：位于第5染色體的qhts-5的效應(yīng)次之，貢獻(xiàn)率為10.70％，基因作用方式主要為超顯性；位于第2染色體的qh

9、ts-2的效應(yīng)最小，貢獻(xiàn)率為6.59％，基因作用方式主要為超顯性。其中，qhts-2和qhts-5是首次在第2和第5連鎖群上檢測到的兩個耐熱QTLs；qhts-3與已報道的第3連鎖群位于RZ892和RG100區(qū)間的唯一1個耐熱QTL，位置不同，是一個新的耐熱QTL。 1.2程式指數(shù)與常溫結(jié)實(shí)率、高溫結(jié)實(shí)率及耐熱指數(shù)的相關(guān)均不顯著，表明該RIL群體的偏粳分離對耐熱性指數(shù)不存在影響；常溫結(jié)實(shí)率與高溫結(jié)實(shí)率和耐熱指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，高

10、溫結(jié)實(shí)率與耐熱指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明常溫條件高結(jié)實(shí)率的材料，在高溫條件下通常結(jié)實(shí)率也較高，耐熱性選擇應(yīng)在常溫和高溫條件下對高結(jié)實(shí)率性狀同時進(jìn)行。 3.直鏈淀粉含量的分子標(biāo)記輔助選擇3.1建立了兩個STS顯性標(biāo)記Wi10-1和Wi10-2，分別特異性識別非糯稻W(wǎng)x等位基因Wxb和Wxa。 3.2兩個標(biāo)記與直鏈淀粉含量的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.905，能準(zhǔn)確識別WxbWxb和WxaWxa。 3.3應(yīng)用建立的新標(biāo)記，對不育系