籼型非洲栽培稻基因渗入系的遗传多样性与部分种间杂交稻的杂种优势

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunyiyuki
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杂种优势是自然界一种普遍存在的生物学现象,利用杂种优势是提高作物产量的有效途径。而遗传多样性研究是种质资源评价和杂种优势利用的基础。杂种优势的产生有赖于所选配的亲本间的遗传差异,通过种间远缘杂交选育基因渗入系可以有效提高亲本材料的遗传多样性,是超级杂交稻育种的重要途径之一。  本研究以非洲栽培稻与亚洲栽培稻种间杂交组合后代中获得的7个非洲稻渗入系和籼稻品种9311作为父本,4个光温敏不育系作为母本,采用4×8不完全双列杂交(NCⅡ)设计获得32个杂交组合,系统分析亲本和F1的花粉育性以及生育期、株高、剑叶长、穗长、单株有效穗、每穗总粒数、干粒重、结实率和单株产量9个农艺性状的超亲优势和配合力;利用53对SSR引物对12个亲本及3个非洲稻渗入系的非洲栽培稻亲本共计15份材料进行了遗传多样性分析。探讨了双亲遗传距离与杂种一代性状表现和杂种优势的关系,主要研究结果如下:  1.对32个杂交组合的杂种优势研究表明,株高、穗长、剑叶长、单株有效穗、每穗总粒数、干粒重和单株产量的正向超亲组合比例分别为65.63%、84.38%、50.00%、62.50%、84.38%、56.25%和75.00%,多数组合在这几个性状上表现较强超亲优势。以扬两优6号(广占63S×9311)为对照分析了31个杂交组合的竞争优势,结果表明,在剑叶长、单株有效穗和每穗总粒数3个性状上有正向竞争优势组合的比例分别为77.42%、80.65%和87.10%;表明相对于对照,大多组合表现为穗大粒多和较长的剑叶。非洲稻渗入系所配28个部分种间杂交组合中有9个在单株产量上超过了对照,竞争优势最高可达23.11%,表明部分种间杂交稻组合具有很好的生产利用价值和开发潜力。  2.对单株产量的一般配合力的分析表明,4个母本一般配合力从大到小依次为:广占63S>M163S>M175S>M1S;8个父本按单株产量一般配合力从大到小依次为:R4>9311>R5>R3>R1>R6>R2>R7。R4单株产量一般配合力最高,表明通过种间远缘杂交选育具有非洲稻基因的渗入系可以获得高配合力的亲本。  3.配合力与超亲优势的相关性表明,除剑叶长外,其他8个性状的超亲优势与组合SCA、父本GCA、母本GCA、父母本GCA之和以及SCA与GCA之和相关性显著或极显著,其中株高和结实率的父本GCA,结实率的父母本GCA之和,单株产量和结实率的SCA与GCA之和与超亲优势的相关性极显著,可用于超亲优势的预测。  4.利用SSR分子标记进行遗传多样性研究,共检测到201个多态性谱带(等位基因),单个SSR位点等位基因数在2~8个之间,平均3.8个。多态性信息量PIC值在0.32~0.87之间,平均0.60。在201条多态性谱带中,有6条只在非洲栽培稻和非洲稻渗入系出现而在亚洲栽培稻(4个光温敏不育系和9311)中均不出现的特异性谱带;7个渗入系中有6个出现非洲栽培稻特异性谱带,初步证明非洲稻渗入系的基因组已整合了非洲栽培稻特有的等位基因。  5.所得UMPGA聚类图与亲本材料的遗传系谱基本相符。对于单株产量和多数农艺性状,亲本间遗传距离与超亲优势,亲本间遗传距离与特殊配合力之间的相关性均不显著。亲本间遗传距离不适用于对杂交组合特殊配合力和超亲优势的预测。
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