轉(zhuǎn)高光效基因水稻的多倍體化及其與PMeS水稻雜交后代的特性研究.pdf

1、綜合國內(nèi)外關(guān)于超級稻育種途徑的多種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，改良水稻的光合性狀，提高水稻的光合效率是成功解決水稻高產(chǎn)瓶頸的主要共識之一。除了傳統(tǒng)的同室效應(yīng)篩選高光效材料之外，應(yīng)該還存在著禾本科內(nèi)C3水稻和 C4 植物直接有性雜交、體細(xì)胞融合以及引入C4基因?qū)3水稻進(jìn)行基因工程改造等多種可能途徑。 按照上述三種可能途徑，本課題對C3水稻和C4高粱、玉米直接有性雜交，對融合實(shí)驗(yàn)的重要前提之一的胚性細(xì)胞懸浮系構(gòu)建，對轉(zhuǎn)玉米C4高光效基因水稻的特性研

2、究，對玉米C4高光效性狀向PMeS品系水稻和其他材料的引入做了大量而有意義的嘗試與系統(tǒng)性研究。主要取得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1．通過有性雜交，以四個(gè)轉(zhuǎn)基因材料為母本，以HN2026、9311、日本晴為父本獲得12個(gè)雜交組合；通過組織培養(yǎng)與加倍，獲得了以轉(zhuǎn)有PEPC基因、轉(zhuǎn)有PEPC+PPDK雙基因水稻材料及其原始型材料Kitaake的四倍體，獲得了以轉(zhuǎn)PEPC、PPDK、PEPC+PPDK基因材料為母本，以9311為父本的三個(gè)雜種的四

3、倍體，獲得了以轉(zhuǎn)PPDK基因材料為母本，以HN2026為父本的雜交雜種的四倍體。設(shè)計(jì)引物，PCR檢測了含有外源基因的后代植株，對這些植株及其對照物進(jìn)行了光合作用測定和主要農(nóng)藝性狀考察。結(jié)果表明，遠(yuǎn)緣雜交和多倍體化能夠大幅度提高秈粳雜種的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量，不失為選育超級稻的有效方法；玉米C4高光效基因確實(shí)表現(xiàn)出光合作用和農(nóng)藝性狀改善的效應(yīng)；玉米C4高光效基因可以雜交方式在新的遺傳背景下穩(wěn)定遺傳； 2．成功地構(gòu)建出PMeS品系水稻HN2

4、026二倍體、四倍體的胚性細(xì)胞懸浮系，摸索出細(xì)胞培養(yǎng)前、中、后三期的多種優(yōu)化措施。培養(yǎng)的水稻細(xì)胞15個(gè)月后取材分化，其分化率和正常培養(yǎng)的愈傷分化率相當(dāng)；23個(gè)月取材分化，其分化率大為降低。表明隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，細(xì)胞的分化特性逐漸喪失。 3．2004、2005和2006三個(gè)夏天，實(shí)施了水稻、玉米、高粱間的直接有性雜交，先后采用了二十多種雜交方案、四十多種水稻材料、十一種高粱品種、六種玉米種和二種薏苡作雜交親本，仍然未能找到能夠以