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籼、粳亚种间杂种不育是利用亚种间巨大杂种优势的主要障碍。而造成亚种间杂种不育的可能原因有三个:胚囊(雌配子)不育、花粉(雄配子)不育或花粉与柱头不亲和。从细胞学和遗传学水平上研究杂种不育的原因,了解胚囊育性、花粉育性与结实率的关系,并定位各性状的QTLs,对阐明亚种间杂种不育的机制具有重要意义。 本研究中我们利用一些典型的籼稻、粳稻和广亲和品种以及它们的杂种后代对雌、雄配子的发育过程,败育时期进行了考察。同时利用广亲和品种02428、籼稻品种南京11和粳稻品种巴利拉构建了一个三交群体,考察了胚囊育性、花粉育性和小穗育性共3个性状的表型值,结合构建的分子标记遗传连锁图,对各性状进行了QTL定位分析,并对其中个别位点进一步分析,同时启动了各育性位点的近等基因系的构建工作。本研究主要结果如下: 1.亚种间杂种的花粉育性和胚囊育性均有明显的下降,亚种间杂种的胚囊发育在大孢子发生阶段有大量的败育现象被观察到,其中频率最高的时期为功能大孢子时期。 2.对202株三交群体的单株用整体染色透明法和I-KI染色法调查各单株胚囊育性和花粉育性。有92株的胚囊育性大于80%,91株小于70%,而处于70%-80%之间的仅有19株。整个胚囊育性的分布为双峰分布,表明其应为单基因控制。花粉育性与结实率的分布呈连续型分布,不能提供有关遗传基础的详细信息。 3.三个性状间的相关分析和多元回归分析显示胚囊育性、花粉育性与结实率都有极显著的关系,从性状间关系的角度证明雄性败育和雌性败育对亚种间杂种败育起着几乎同等重要的作用。 4.191个标记构建的分子标记连锁图较好地覆盖了整个水稻基因组的12条染色体,图谱总长约为1761.4cM,标记间的平均距离约为9.2cM。所有的标记和已发表的图谱(Temnykh et al.,2000;2001)中的相同标记有着基本一致的顺序。 5.用复合区间作图法对三个性状进行了QTL定位,共定位了6个QTL,胚囊育性有1个QTL,位于第6染色体;花粉育性有2个QTLs,分别位于第5、12染色体;小穗育性有3个QTLs,位于第5、6、8染色体。小穗育性的两个效应较高