非洲栽培稻基因滲入系與秈型雄性不育系的部分種間雜交稻研究.pdf

1、遠緣雜種優(yōu)勢利用是克服雜交稻產量瓶頸的重要手段。本研究對秈型雄性不育系和非洲栽培稻基因滲入系組配的部分種間雜交種與秈型雜交稻的雜種優(yōu)勢進行了比較分析。以8個秈型雄性不育系（6個細胞質雄性不育系和2個光溫敏核不育系）與8個父本（4個秈型恢復系和4個非洲栽培稻基因滲入系）按不完全雙列雜交方式組配，田間實驗考察64個雜種組合的農藝性狀表現(xiàn)及其雜種優(yōu)勢。用3個個秈型雄性不育系（包括2個光溫敏核不育系和1個細胞質雄性不育系）與14個非洲栽培稻基因

2、滲入系組配42個部分種間雜交組合，用SSR標記估算了基因滲入系中非洲栽培稻基因的比例和親本遺傳多樣性。并對部分種間雜交種的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)與親本的遺傳多樣性的相關性進行分析。主要研究結果如下:
　　 一、普通栽培稻和非洲栽培稻兩個栽培稻種之間存在產量性狀的種間雜種優(yōu)勢
　　 對部分雙列雜交組合的64個雜種及其父本的農藝性狀考察表明，所有農藝性狀表現(xiàn)都存在顯著差異，且分別達到0.05和0.01顯著水平。18個雜交種由于父本缺少

3、恢復基因而出現(xiàn)育性問題，其中12個雜交種是部分種間雜交稻。只有10個部分種間雜交稻可育，結實率達70％以上。20個雜交組合的單穗產量表現(xiàn)正向超親優(yōu)勢（超父本優(yōu)勢），其中9個的超親優(yōu)勢達25％以上。各產量性狀的最大超親優(yōu)勢以單穗實粒數(shù)最高(101.48％)，其后依次是單穗總粒數(shù)(73.33％)、單穗產量(61.71％)、千粒重(46.00％)、結實率(33.50％)、穗長(28.80％)、株高(27.74％)和播始歷期(16.00％)。依

4、據(jù)產量性狀及其超親優(yōu)勢表現(xiàn)初步選出9個雜交種苗頭組合。具有較高產量潛力的苗頭組合的親本具有較高的一般配合力。表現(xiàn)最高單穗產量的兩個雜交組合AF-zhong9A/RL1和Ⅱ-32A/RL1均為部分種間雜交種，其共同父本RL1依照系譜計算具有約12.5％的非洲栽培稻核基因。本研究初步揭示出兩個栽培稻之間存在產量性狀的種間雜種優(yōu)勢。
　　 二、非洲栽培稻基因滲入系遺傳差異與部分種間雜交稻雜種優(yōu)勢的相關性
　　 以3個秈型不育系

5、與14個基因滲入系配組的42個部分種間雜交組合，其雜種各農藝性狀的田間表現(xiàn)均存在顯著差異。篩選出75個在兩個基因滲入系原始親本RAM3和Jin23B間表現(xiàn)多態(tài)性的SSR標記，其中16個SSR標記可用于特異檢測基因滲入系中的非洲栽培稻核基因。基因滲入系中非洲栽培稻核基因比例的變幅為3.31％-40.69％，雙親遺傳差異為1.73％-3.74％。分析表明，非洲稻基因滲入系核基因比例與雜交組合雙親間的遺傳差異呈顯著正相關(r=0.79* to

6、0.96*)。在一定范圍內，隨著非洲稻核基因比例的增加，部分種間雜交種的穗數(shù)和穗粒數(shù)超親優(yōu)勢呈上升趨勢。篩選出21個產量超親優(yōu)勢較高和14個產量較高的部分種間雜交種，其中12個部分種間雜交種的產量及其雜種優(yōu)勢均較高，有進一步研究利用價值。相關性分析顯示，21個產量超親優(yōu)勢較高的部分種間雜交種中，穗粒數(shù)雜種優(yōu)勢與其非洲稻核基因比例呈顯著相關（r=0.59*）。5個基因滲入系父本所組配的部分種間雜交種始終表現(xiàn)最高的產量和超親優(yōu)勢，其非洲栽培

7、稻核基因比例在15％至30％之間，表明這個幅度的非洲栽培稻核基因比例更適合選育部分種間雜交種。非洲稻基因滲入系中非洲稻核基因比例低于15％時，所配組部分種間雜交種的穗數(shù)和穗粒數(shù)雜種優(yōu)勢較低，當非洲稻基因比例高于30％時，所配組部分種間雜交種的每穗實粒數(shù)和結實率雜種優(yōu)勢表現(xiàn)較低。表明基因滲入系中的非洲栽培稻核基因比例過低會降低了其每穗總粒數(shù)的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)，而比例過高則導致部分種間雜交種結實率下降。因此，選育高產的部分種間雜交稻和利用栽培稻