水稻產量和品質性狀的遺傳與相關研究、耐熱QTL定位及直鏈淀粉含量分子標記輔助選擇.pdf

1、培育高產穩(wěn)產、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質雜交稻新組合已成為當前水稻育種的最重要的目標；近年高溫造成水稻結實率顯著下降而導致產量的嚴重損失，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)代表性的四個試點試驗，在消除以往同類研究存在的環(huán)境效應和基因與環(huán)境互作效應影響的基礎上，系統(tǒng)地研究了雜交稻產量性狀、品質性狀及其穩(wěn)定性的遺傳與相關性，其中：品質性狀的穩(wěn)定性與其他性狀的相關性研究結果為首

2、次報道，并探討了我省培育高產穩(wěn)產、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質雜交稻組合的可能技術途徑。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分子標記構建的遺傳連鎖圖譜，以自然常溫和高溫結實率的差值作為耐熱指數(shù)，采用復合區(qū)間作圖法，對抽穗揚花期的耐熱性進行了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標記，開展了不育系直鏈淀粉含量分子標記輔助育種研究，育成的一個優(yōu)

3、質不育系通過省級鑒定，并組配出3個組合參加各級區(qū)試。旨在為我省高產穩(wěn)產、對環(huán)境鈍感的優(yōu)質雜交稻新組合選育、耐熱性遺傳改良提供理論參考和奠定技術基礎。 主要研究結果如下： 1.雜交稻產量和品質性狀的遺傳和相關研究 1.1供試組合比汕優(yōu)63增產的組合數(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、雜交稻組合的結實率低：堊白粒率高、堊白度大和整精米率較低是雜交稻品質存在的主要問

4、題。 1.2產量和粒長、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、試點效應均達到1％顯著水平，除堿消值外的其余性狀，基因型與試點的互作效應也達到1％顯著水平。表明產量和品質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，對雜交稻的產量提高和除堿消值外的品質改善都有顯著效果。產量以恢復系改良的作用最大(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％)：品質以不育系改良的作用最大，但不同指標各部分的相對重要性不同，改良的策略也應不同。 1.4品質性狀中堊白粒率、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；宜賓點對堊白粒率和堊白度、南充點對直鏈淀粉含量、作物所點對整精米率和膠稠度的鑒別力最強。 1.5品質性狀間的相關分析表明，所有品質指標完美結合有一定難度。外觀、加工和食味品質內的

6、品質指標間，都存在有利于彼此促進、共同協(xié)調改良的顯著或極顯著相關性；增大粒長和長寬比有利于外觀和食味品質改善，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產量性狀與品質性狀的相關分析表明，優(yōu)質與高產結合有一定難度，主要表現(xiàn)在高產需增加單穗重，單穗重提高不利于外觀品質改良、而有利于整精米率提高；穗數(shù)型的產量性狀構成對整精米率提高不利，而有利于其它品質性狀的改良。 1.7品質性狀與其穩(wěn)定性相關分析表明，

7、單一品質性狀的穩(wěn)定性參數(shù)與其表型值之間的相關均未達顯著水平，培育對環(huán)境鈍感的優(yōu)質稻是可能的；各品質指標間，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，對改善外觀品質和加工品質都有重要作用。 1.8豐產性與穩(wěn)產性之間的相關，豐產性和穩(wěn)產性分別與各品質性狀穩(wěn)定性之間的相關，各品質性狀穩(wěn)定性之間的相關，均不顯著，表明豐產性、穩(wěn)產性和綜合稻米品質的穩(wěn)定性可

8、能較好的結合。 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。單變異的貢獻率為6.59％～10.72％，聯(lián)合貢獻率為28.01％；位于第3染色體的qhts-3的效應最大，貢獻率達10.72％，基因作用方式為加性：位于第5染色體的qhts-5的效應次之，貢獻率為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的效應最小，貢獻率為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)與常溫結實率、高溫結實率及耐熱指數(shù)的相關均不顯著，表明該RIL群體的偏粳分離對耐熱性指數(shù)不存在影響；常溫結實率與高溫結實率和耐熱指數(shù)呈極顯著正相關，高

10、溫結實率與耐熱指數(shù)呈極顯著負相關，表明常溫條件高結實率的材料，在高溫條件下通常結實率也較高，耐熱性選擇應在常溫和高溫條件下對高結實率性狀同時進行。 3.直鏈淀粉含量的分子標記輔助選擇3.1建立了兩個STS顯性標記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。 3.2兩個標記與直鏈淀粉含量的相關系數(shù)高達0.905，能準確識別WxbWxb和WxaWxa。 3.3應用建立的新標記，對不育系