應(yīng)用分子和常規(guī)技術(shù)通過(guò)秈粳交選育親秈型水稻雄性不育系.pdf

1、水稻秈粳雜種具有極強(qiáng)的超親優(yōu)勢(shì)。充分利用秈粳雜種優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前水稻遺傳育種的研究熱點(diǎn)。本研究從選育水稻親秈型不育系角度出發(fā)，針對(duì)秈粳雜種育性這一制約秈粳雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵問(wèn)題，在育性遺傳分析基礎(chǔ)上，制定親秈型不育系的選育技術(shù)路線，并對(duì)育成的親秈型不育系育性進(jìn)行分子檢驗(yàn)，鑒定和評(píng)價(jià)親秈型不育系育種利用價(jià)值，評(píng)估選育方法的可行性和有效性。旨在促進(jìn)對(duì)秈粳雜種育性及其雜種優(yōu)勢(shì)遺傳基礎(chǔ)的深入了解，為有效利用秈粳雜種優(yōu)勢(shì)提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下：<

2、br>　　 1.選用9個(gè)秈稻親本和8個(gè)粳稻親本，按不完全雙列雜交方式（NC-Ⅱ設(shè)計(jì)）配制72個(gè)秈粳交雜種一代，采用植物數(shù)量性狀的加性.顯性遺傳模型（AD模型）及統(tǒng)計(jì)方法，系統(tǒng)分析秈粳后代花粉育性與小穗育性的遺傳模式及遺傳相關(guān)。結(jié)果表明：秈粳雜種育性主要受顯性效應(yīng)控制。花粉育性與小穗育性的表型、遺傳、加性和顯性相關(guān)分別為0.598、0.612、0.988和0.581，均達(dá)極顯著水平，表明花粉育性在一定程度上影響秈粳交雜種一代的小穗育性。

3、秀水系列粳稻品種配組的秈粳雜種育性明顯高于北方粳稻保持系所配的組合。
　　 2.構(gòu)建了珍汕97B/秀水13、珍汕97B/遼91B兩個(gè)雜交組合的F2群體及其分子遺傳連鎖圖，采用QTLNetwork2.0軟件對(duì)控制花粉育性和小穗育性的QTL進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：不同秈粳交群體的育性QTL不同。在花粉育性上，珍汕97B/秀水13群體僅在5號(hào)染色體RM421-RM26區(qū)間檢測(cè)到一個(gè)以加性效應(yīng)為主的QTL qPF5-1，其加性效應(yīng)為-8.

4、65，表型貢獻(xiàn)率為11.25％；珍汕97B/遼91B群體則分別在3號(hào)染色體RM3436-RM293與5號(hào)染色體RM289-RM169區(qū)間檢測(cè)到QTL：qPF3和qPF5-2。其中qPF3以加性效應(yīng)為主，表型貢獻(xiàn)率15.35％，qPF5-2受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)共同作用，表型貢獻(xiàn)率分別為8.80％和6.39％。兩群體小穗育性均在6號(hào)染色體上的RM402附近分別檢測(cè)到相應(yīng)的QTL：qSPF6-1和qSPF6-2。在珍汕97B/秀水13群體中，

5、qSPF6-1加性效應(yīng)值為-0.855，表型貢獻(xiàn)率達(dá)16.31％，顯性效應(yīng)值3.97，表型貢獻(xiàn)率1.01％，該座位與廣親和基因S-5n位置相同；珍汕97B/遼91B群體中，qSPF61-2顯性效應(yīng)值為-8.43，表型貢獻(xiàn)率達(dá)9.68％，秈粳等位基因雜合時(shí)顯著降低后代小穗育性。兩群體各自在5號(hào)和8號(hào)染色體檢測(cè)到影響小穗育性的QTL：qSPF5和qSPF8，均以加性效應(yīng)為主，效應(yīng)值分別為-5.95和-5.48，表型貢獻(xiàn)率為9.11％和9.7

6、0％。此外，兩群體花粉育性上各檢測(cè)到一對(duì)互作的QTL，但表型貢獻(xiàn)率低，互作效應(yīng)復(fù)雜。
　　 3.在秈粳雜種育性遺傳分析基礎(chǔ)上，根據(jù)珍汕97B/秀水后代結(jié)實(shí)率高，且存在廣親和基因的特點(diǎn)，確定以常規(guī)系譜育種技術(shù)，既可望創(chuàng)制出含有廣親和基因的秈粳交后代特異種質(zhì)。經(jīng)5年8代回交轉(zhuǎn)育，育成了秈粳成分含量各異的系列親秈型三系不育系。這些不育系敗育徹底，育性穩(wěn)定，與秈稻恢復(fù)系雜種一代結(jié)實(shí)正常。利用不同溫度條件，分析選育的各種類型保持系育性的穩(wěn)

7、定性，發(fā)現(xiàn)各保持株系花粉育性與小穗育性易受低溫影響，育種上應(yīng)著重于育性較為穩(wěn)定的偏粳型后代保持系的選擇。
　　 4.根據(jù)SSR聚類分析與高海拔育性鑒定結(jié)果，篩選出7個(gè)具有代表性親秈型不育系。在分析不育系主要性狀及遺傳成分的基礎(chǔ)上，綜合育性QTL分析及其所配秈粳雜種一代的結(jié)實(shí)率表現(xiàn)，對(duì)秈粳雜種一代的育性表型進(jìn)行分子檢驗(yàn)。結(jié)果表明，親秈型不育系的粳稻成分越高，與秈稻恢復(fù)系配組的雜種一代花粉育性與小穗育性就越低；育性QTL來(lái)自秈稻育性

8、等位基因作用下可有效克服秈粳雜種育性障礙；且育性效應(yīng)SiSi>SiSn；廣親和基因qSPF6-1可在一定程度上提高秈粳交雜種一代的結(jié)實(shí)率，但5號(hào)染色體上的qSPF5對(duì)秈粳雜種結(jié)實(shí)率有明顯影響。
　　 5.選用7個(gè)具有代表性的親秈型不育系，以Ⅱ-32A為對(duì)照，與6個(gè)恢復(fù)系按照不完全雙列雜交（NC-Ⅱ）設(shè)計(jì)配制包括親本及其48個(gè)雜交組合，采用植物數(shù)量性狀的加性-顯性遺傳模型（AD模型）和統(tǒng)計(jì)方法，分析親秈型不育系產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳模

9、式、雜種優(yōu)勢(shì)及遺傳相關(guān)，評(píng)價(jià)其育種利用價(jià)值。結(jié)果表明：（1）在7個(gè)不育系中，08cmg132的單株重一般配合力最好，而08cmg164的部分組合特殊配合力好。在42個(gè)秈粳雜交組合中，26個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率大于77％，16個(gè)組合單株重超過(guò)Ⅱ優(yōu)63。秈粳交雜種優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在單株重、株高、總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)及每穗粒數(shù)等性狀上。（2）產(chǎn)量主要性狀大多受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)共同影響。單株重主要受顯性效應(yīng)控制，雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，且不能簡(jiǎn)單由某一單一性狀的間接選擇

10、來(lái)提高。株高、總粒數(shù)、生育期和有效穗與結(jié)實(shí)率之間在表型、遺傳、加性和顯性方面均呈負(fù)顯著或極顯著相關(guān)，在秈粳育種上，應(yīng)注意株高、生育期及有效穗的選擇，提高后代結(jié)實(shí)率。（3）株高、主穗長(zhǎng)、粒重及生育期的狹義遺傳力較高，育種上應(yīng)在早期選擇有效，而單株重、有效穗、總粒數(shù)及結(jié)實(shí)率的狹義遺傳率低，后代分離世代長(zhǎng)，應(yīng)在高世代鑒定。
　　 總之，本研究在剖析秈粳雜種育性遺傳的基礎(chǔ)上，采用常規(guī)與分子技術(shù)相結(jié)合，有效地選育出了系列實(shí)用型的親秈型不育