常規(guī)早秈稻骨干親本遺傳基礎(chǔ)的研究.pdf

1、雙季早秈稻作為我國水稻的主要生態(tài)類型之一，在華南稻區(qū)和長江中下游雙季稻區(qū)廣泛種植，是我國水稻生產(chǎn)的重要組成部分。常規(guī)早稻品種不僅僅在生產(chǎn)上占有重要地位，也是雜交早稻恢復(fù)系和不育系的主要來源。自“矮化育種”以來，長江中下游雙季稻區(qū)的常規(guī)早稻育種取得了長足的進(jìn)步，產(chǎn)量由不足4.5噸/公頃增加到現(xiàn)在的6噸/公頃，隨著中早22、中嘉早17、中早35等超級稻的育成和推廣應(yīng)用，部分地區(qū)產(chǎn)量已達(dá)到6.75噸/公頃以上。但2000年以后，特別是2009

2、年前后，隨著中嘉早17、中早35和中早39等超級常規(guī)早稻品種的審定應(yīng)用和作為區(qū)試對照后，新育成的常規(guī)早稻品系在綜合性狀上極難超越這些品種，新審定的品種稀少。育種工作者發(fā)現(xiàn)配組的育種組合通常來自于極少數(shù)幾個骨干親本，親本組合相似，分離世代性狀分離小，選擇困難:育成的新品系與親本高度相似:通過審定的新品種僅來自于極少數(shù)幾個骨干親本;常規(guī)早稻育種過程中，異地異季加代僅憑經(jīng)驗，無系統(tǒng)的科學(xué)性的選種指標(biāo)等等問題，影響了常規(guī)育種的效率。因此，本研究

3、利用長江中下游流域的主要常規(guī)雙季早稻品種，探究其遺傳系譜關(guān)系，分析其遺傳多樣性;對育種上常用的骨干親本中早35和中早39為配組的常規(guī)早稻育種組合后代進(jìn)行分子標(biāo)記檢測，考察新育成品系與中早35和中早39的品種特異性，探明傳統(tǒng)的經(jīng)驗育種是否具有可重復(fù)性;利用高通量測序技術(shù)對現(xiàn)有生產(chǎn)上推廣品種主要來源的骨干親本嘉育253的遺傳機制進(jìn)行了初步研究;并以2000年后育成的部分品種為例，通過異季種植，考察農(nóng)藝性狀差別，探討常規(guī)早稻不同季節(jié)選擇的主要

4、指標(biāo)。主要結(jié)果如下:
　　1.以2000年以來長江中下游雙季稻區(qū)通過省級以上審定的62份常規(guī)早稻品種為材料，利用50對多態(tài)性高，穩(wěn)定性好，且均勻分布子水稻12條染色體的SSR引物，建立常規(guī)早稻的SSR指紋圖譜。并利用NTSYS PC Version2.10e軟件、UPGMA法對其進(jìn)行聚類分析。50對引物共檢測到多態(tài)性位點154個，每對引物檢測到的等位基因數(shù)在2-6個之間，平均3.08個;引物多態(tài)信息含量(P1C)值介于0.03-0

5、.75之間，平均值為0.36。62份材料的遺傳相似系數(shù)變化范圍為0.66-1，并且在相似系數(shù)為0.73處可分為浙江省內(nèi)品種及省外品種兩大類，結(jié)合系譜關(guān)系發(fā)現(xiàn)本研究中所用早稻品種的遺傳背景較為狹窄。
　　2.以中早35、中早39這2個高產(chǎn)品種作為骨干親本，與其他親本配組，按照常規(guī)雜交育種選擇方法經(jīng)過異地異季多代選育獲得穩(wěn)定株系。發(fā)現(xiàn)其中部分穩(wěn)定株系與中早35或中早39在表型上很難區(qū)分，連續(xù)兩年對獲得的穩(wěn)定株系利用SSR分子標(biāo)記進(jìn)行特

6、異性檢測以期育成具有一致性、特異性和遺傳穩(wěn)定性的早稻新品系。在F7世代穩(wěn)定株系中與中早35、中早39等親本表型農(nóng)藝性狀無明顯差異的株系，利用96對SSR標(biāo)記進(jìn)行檢測。結(jié)果表明:兩年分別檢測23和44個組合，77和166個穩(wěn)定株系，其中有2個和7個組合、11和25個株系與親本完全沒有差異，分別占比8.7-15.9％和14.3-15.1％。說明育種家在根據(jù)自己的經(jīng)驗進(jìn)行選擇時，由于選擇指標(biāo)和偏好的一致性，具有一定程度的可重復(fù)性。
　　

7、3.以常規(guī)早稻骨干親本嘉育253為材料進(jìn)行de novo測序，24份早稻材料（包括嘉育253的11個直系衍生品種、中選181及其衍生品種和一些同時代應(yīng)用的高產(chǎn)品種）及一份祖先品種IR8分別進(jìn)行30×以上的重測序，來研究常規(guī)早稻骨干親本的遺傳機制。嘉育253de novo測序共得到總數(shù)據(jù)量為75.8Gbp，基因組大小為383.9Mbp測序深度為188.1×，注釋基因40031個，其中98.07％的基因可以被預(yù)測出功能;與其他種或亞種和水稻

8、品種進(jìn)行基因家族分析，發(fā)現(xiàn)嘉育253特有基因家族有32個。25個水稻樣品重測序總數(shù)據(jù)量為382.2Gbp，整個群體共檢測到原始的SNP位點1678566個。系統(tǒng)進(jìn)化樹結(jié)果與基于系譜關(guān)系和分子標(biāo)記的聚類譜圖大致吻合但不完全一致。連鎖不平衡分析發(fā)現(xiàn)三個群體的連鎖程度都較高，可能是由于在育種過程中強烈的人工選擇導(dǎo)致的。在嘉育253及其衍生群體中，共檢測到一致性片段676個，不均勻分布于各條染色體上。骨干親本特有基因的生物學(xué)功能尚在進(jìn)一步分析中

9、。
　　4.利用24份常規(guī)早稻品種在杭州（早季、翻秋）、海南兩地五季分別種植，考察株高、結(jié)實率、千粒重、劍葉長寬比、有效穗數(shù)等主要農(nóng)藝性狀。并對異地異季間的結(jié)果進(jìn)行比較性分析，總結(jié)異地異季各個性狀的變化規(guī)律，為制定異地異季選擇指標(biāo)提供理論依據(jù)和參考。即在正常氣候條件下，正季選擇要選產(chǎn)量性狀突出的品系，在翻秋選擇時，對劍葉偏大的品種可以適當(dāng)放寬要求;在海南加代時應(yīng)當(dāng)提高對抽穗整齊度的要求，對于株高等性狀可以基本不予考慮。對于其他性狀