香型雜交水稻的育種研究.pdf

1、我國(guó)的水稻生產(chǎn)肩負(fù)著保證國(guó)家糧食安全和滿(mǎn)足人們需要的雙重任務(wù)。因此，水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的結(jié)合成為水稻育種將來(lái)的主要方向。實(shí)踐已經(jīng)證明，雜種優(yōu)勢(shì)利用是提高作物產(chǎn)量的有效途徑，而香稻是人們喜愛(ài)的主食，香型雜交稻育種由此逐漸成為水稻育種的趨勢(shì)之一。 雖然香型雜交稻的育種實(shí)踐已進(jìn)行了20年，但除在技術(shù)上育成了有限的少數(shù)組合外，還無(wú)人系統(tǒng)地研究過(guò)香型雜交稻育種的最基本的理論問(wèn)題。本文從資源、雜種優(yōu)勢(shì)、遺傳、配合力和選育等方面開(kāi)展了研究，獲得如

2、下主要結(jié)果： 1、香稻資源的評(píng)價(jià)與遺傳多樣性研究恢保關(guān)系測(cè)定和農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀的評(píng)價(jià)結(jié)果，19份為保持系，12份為恢復(fù)系，2份表現(xiàn)半恢復(fù)。據(jù)此將香稻資源分為保持系和恢復(fù)系(半恢劃入恢復(fù)系)兩類(lèi)。遺傳變異分析結(jié)果，香稻保持系和恢復(fù)系資源的遺傳變異系數(shù)均大于相應(yīng)的對(duì)照，表明了香稻資源具有豐富的遺傳多樣性和利用潛力。 香稻資源的產(chǎn)量構(gòu)成有其各自的特點(diǎn)，保持系單株產(chǎn)量與結(jié)實(shí)率達(dá)顯著相關(guān)，恢復(fù)系產(chǎn)量與結(jié)實(shí)率相關(guān)極顯著。各性狀作用于產(chǎn)量

3、的大小、方式為，保持系以每穗粒數(shù)、著粒密度和穗長(zhǎng)的直接作用為大，且直接和間接作用均重要，恢復(fù)系以結(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)作用較大且以直接作用為主。聚類(lèi)分析結(jié)果，33個(gè)香稻材料可分為4類(lèi)，第一類(lèi)以穗大粒多為特點(diǎn)，第二類(lèi)則以高有效穗和高結(jié)實(shí)率為特色，第三類(lèi)則穗粒結(jié)構(gòu)較為協(xié)調(diào)，綜合農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀較好，第四類(lèi)則為特大穗，單株穗數(shù)少，千粒重小。 用SSR引物分析了29個(gè)香稻材料的遺傳多樣性結(jié)果表明，213對(duì)引物中具多態(tài)性的引物24對(duì)，染色體7、8、

4、11的SSR多態(tài)性較高，染色體9上的SSR多態(tài)性最差。24對(duì)SSR引物共檢測(cè)到71個(gè)等位位點(diǎn)，其中每一個(gè)等位位點(diǎn)等位基因變幅為2-6個(gè)，平均每個(gè)引物檢測(cè)到2.96個(gè)等位基因。引物多態(tài)信息含量(PIC)變幅為0.120-0.672，平均為0.371。等位基因頻率變幅為0.034-0.931，平均為0.388；遺傳多樣性指數(shù)(Hs)變幅為0.128-0.704，平均為0.424；平均遺傳多樣性指數(shù)(Ht)變幅為0.774-0.936，平均為

5、0.851，表明所研究材料的遺傳多樣性豐富。聚類(lèi)分析結(jié)果，全部材料可以分為3類(lèi)，分類(lèi)結(jié)果與系譜和來(lái)源基本一致。表明SSR標(biāo)記分類(lèi)能區(qū)分品種間的遺傳差異。 2、香稻與香稻雜交、香稻與非香稻雜交的雜種優(yōu)勢(shì)分析及其與遺傳距離的相關(guān)性雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)研究結(jié)果，香稻與香稻雜交的單株產(chǎn)量的平均優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)的變幅分別為-30.26-89.53％和-33.13-77.32％，平均分別達(dá)到51.72％和42.77％。其產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)明顯。香稻與非香

6、稻雜交單株產(chǎn)量的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)變幅分別為-7.51-37.87％和-17.52-30.80％，平均分別為16.21％和平均為7.53％，但變幅大，優(yōu)勢(shì)組合也有利用價(jià)值。 單株產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)與其它性狀優(yōu)勢(shì)間的關(guān)系研究表明，香稻與香稻雜交超親優(yōu)勢(shì)的每穗粒數(shù)與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，偏相關(guān)和通徑分析結(jié)果，對(duì)產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)貢獻(xiàn)較大的是結(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)的優(yōu)勢(shì)，以直接作用為主。香稻與非香稻雜交的生物產(chǎn)量與單株產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)間相關(guān)性達(dá)極顯著，偏相關(guān)和通徑

7、分析結(jié)果均表現(xiàn)單株干物重的作用最大，收獲指數(shù)次之，每穗粒數(shù)有重要作用。表明全香型雜交稻育種中，應(yīng)以保證結(jié)實(shí)率的基礎(chǔ)上提高每穗粒數(shù)的優(yōu)勢(shì)為主，在自然參合型雜交稻育種中，首要地是提高生物產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上在保證結(jié)實(shí)率的情況下增加每穗粒數(shù)優(yōu)勢(shì)。 對(duì)遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)間的相關(guān)性分析表明，無(wú)論香稻與香稻雜交還是香稻與非香稻雜交，無(wú)論是表型遺傳距離還是分子遺傳距離，其遺傳距離與產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)間均無(wú)相關(guān)性，本研究結(jié)果顯示，香型雜交稻育種中

8、，遺傳距離不能預(yù)測(cè)產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)。 3、香味性狀的遺傳模式研究對(duì)14份香稻材料的遺傳模式研究結(jié)果，其香味基因均受隱性基因控制。不同材料的香味遺傳模式分為三種：瀘香90A等9份材料屬單隱性基因控制香味；川香29A等3份受兩對(duì)獨(dú)立基因控制香味;1378A和香恢9162的香味屬雙基因互作遺傳模式。 在兩個(gè)非香稻遺傳背景下，4份香稻材料的遺傳模式表現(xiàn)一致，1份材料(瀘香90A)的遺傳模式不一致，分別表現(xiàn)單隱性基因遺傳和兩對(duì)基因互作

9、遺傳模式。根據(jù)這一研究結(jié)果，結(jié)合前人的研究，提出了香味性狀受“主效基因+微效基因+劑量效應(yīng)”遺傳系統(tǒng)控制的推測(cè)。 香味基因的等位性研究結(jié)果，瀘香恢2號(hào)與6個(gè)香型不育系的香味基因是等位的。瀘香恢1號(hào)與2個(gè)不育系的香味基因相互等位，但與4份不育系確的香味基因不等位。 4、香型雜交稻主要性狀的配合力、遺傳力與群體遺傳變異規(guī)律研究研究表明，香型雜交稻性狀的形成，除千粒重外，既受一般配合力制約，又受特殊配合力影響，千粒重主要受親本

10、一般配合力控制。不育系宜香A和1178A、恢復(fù)系瀘恢H82單株產(chǎn)量的一般配合力相對(duì)效應(yīng)值為較大正值，用其作親本易獲得產(chǎn)量高的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合；瀘香恢2號(hào)的播抽期的一般配合力表現(xiàn)較大負(fù)值，表明有利于選配早熟組合；其它親本在主要性狀上各有特色。 播抽期、單株穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重在遺傳上加性效應(yīng)居主導(dǎo)地位；單株產(chǎn)量的Vg值為77.91％；每穗粒數(shù)的Vg值和Vs值幾乎各占一半。單株產(chǎn)量、播抽期、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率等性狀恢復(fù)系起主要作用；單株穗數(shù)

11、和千粒重等性狀不育系和恢復(fù)系的作用各占一半。 用AMMI模型對(duì)膠稠度的配合力分析結(jié)果，雜交稻米的膠稠度組合效應(yīng)、地點(diǎn)效應(yīng)和二者的互作效應(yīng)方差所占比例分別為73.68％、8.85％和17.47％，表明膠稠度的改善，關(guān)鍵在于優(yōu)良品種的選育。組合與試點(diǎn)的互作效應(yīng)分析表明，各組合與試點(diǎn)的互作效應(yīng)值有較大差異，差異程度主要決定于組合的不育系。不育系、恢復(fù)系的一般配合力及特殊配合力遺傳方差的相對(duì)比例分別為83.18％、2.61％和14.21

12、％，表明雜交稻的膠稠度改良主要應(yīng)以親本改良為主，親本中又以不育系改良最重要。不育系綿香2A、瀘香90A和宜香A的Gca均明顯高于對(duì)照A4，且D2值也較對(duì)照高，是改良雜交稻膠稠度的優(yōu)良香型不育系，供試恢復(fù)系的Gca均明顯低于對(duì)照。 5、香型育種新材料的構(gòu)建及香型雜交稻組合選育用K18B與瀘香90變異選雜交，育成了具有香味的不育系瀘香90A和1178A。用瀘恢615/茉莉香占//N45雜交，用花藥培養(yǎng)技術(shù)加快穩(wěn)定育成了香稻恢復(fù)系瀘香