應用分子和常規(guī)技術通過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的超親優(yōu)勢。充分利用秈粳雜種優(yōu)勢，是當前水稻遺傳育種的研究熱點。本研究從選育水稻親秈型不育系角度出發(fā)，針對秈粳雜種育性這一制約秈粳雜種優(yōu)勢利用的關鍵問題，在育性遺傳分析基礎上，制定親秈型不育系的選育技術路線，并對育成的親秈型不育系育性進行分子檢驗，鑒定和評價親秈型不育系育種利用價值，評估選育方法的可行性和有效性。旨在促進對秈粳雜種育性及其雜種優(yōu)勢遺傳基礎的深入了解，為有效利用秈粳雜種優(yōu)勢提供科學依據(jù)。主要結果如下：<

2、br>　　 1.選用9個秈稻親本和8個粳稻親本，按不完全雙列雜交方式（NC-Ⅱ設計）配制72個秈粳交雜種一代，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。結果表明：秈粳雜種育性主要受顯性效應控制。花粉育性與小穗育性的表型、遺傳、加性和顯性相關分別為0.598、0.612、0.988和0.581，均達極顯著水平，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.構建了珍汕97B/秀水13、珍汕97B/遼91B兩個雜交組合的F2群體及其分子遺傳連鎖圖，采用QTLNetwork2.0軟件對控制花粉育性和小穗育性的QTL進行了分析。結果表明：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號染色體RM421-RM26區(qū)間檢測到一個以加性效應為主的QTL qPF5-1，其加性效應為-8.

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

5、qSPF6-1加性效應值為-0.855，表型貢獻率達16.31％，顯性效應值3.97，表型貢獻率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顯性效應值為-8.43，表型貢獻率達9.68％，秈粳等位基因雜合時顯著降低后代小穗育性。兩群體各自在5號和8號染色體檢測到影響小穗育性的QTL：qSPF5和qSPF8，均以加性效應為主，效應值分別為-5.95和-5.48，表型貢獻率為9.11％和9.7

6、0％。此外，兩群體花粉育性上各檢測到一對互作的QTL，但表型貢獻率低，互作效應復雜。
　　 3.在秈粳雜種育性遺傳分析基礎上，根據(jù)珍汕97B/秀水后代結實率高，且存在廣親和基因的特點，確定以常規(guī)系譜育種技術，既可望創(chuàng)制出含有廣親和基因的秈粳交后代特異種質。經(jīng)5年8代回交轉育，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，與秈稻恢復系雜種一代結實正常。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果，篩選出7個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上，綜合育性QTL分析及其所配秈粳雜種一代的結實率表現(xiàn)，對秈粳雜種一代的育性表型進行分子檢驗。結果表明，親秈型不育系的粳稻成分越高，與秈稻恢復系配組的雜種一代花粉育性與小穗育性就越低；育性QTL來自秈稻育性

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實率，但5號染色體上的qSPF5對秈粳雜種結實率有明顯影響。
　　 5.選用7個具有代表性的親秈型不育系，以Ⅱ-32A為對照，與6個恢復系按照不完全雙列雜交（NC-Ⅱ）設計配制包括親本及其48個雜交組合，采用植物數(shù)量性狀的加性-顯性遺傳模型（AD模型）和統(tǒng)計方法，分析親秈型不育系產(chǎn)量相關性狀的遺傳模

9、式、雜種優(yōu)勢及遺傳相關，評價其育種利用價值。結果表明：（1）在7個不育系中，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個秈粳雜交組合中，26個雜交組合結實率大于77％，16個組合單株重超過Ⅱ優(yōu)63。秈粳交雜種優(yōu)勢主要體現(xiàn)在單株重、株高、總粒數(shù)、實粒數(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和顯性效應共同影響。單株重主要受顯性效應控制，雜種優(yōu)勢強，且不能簡單由某一單一性狀的間接選擇

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