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本研究以弯曲穗型籼稻不育系川农1A及其构建的直立穗与弯曲穗型不育系为母本,以重穗型灿稻恢复系蜀恢498及其具有Gn1a的染色体片段代换系E463和E559、具有ipa1的染色体片段代换系R534、具有dep1的染色体片段代换系QR285、成恢3203为父本。将不育系与恢复系按7X6不完全双列杂交,配制42个组合及亲本为研究材料。对亲本重要穗型及相关功能基因的分析基础上,研究不同穗型亲本及杂交组合的产量及主要农艺性状关系、株型特点和杂种优势利用,评价直立穗材料在杂交籼稻中的利用价值和潜力。主要结果如下:1重要穗型相关基因的鉴定与分析表明,在不育系中,直立穗型不育系F62A、F64A、F66A直立穗基因型为dep1,弯曲穗型不育系F61A、F63A、F65A及川农1A为DEP1,弯曲和直立穗型不育系控制穗粒数的基因型为有功能的Gn1a,控制株型的基因型为IPA1;在恢复系中,直立穗型恢复系QR285直立穗基因型为dep1,弯曲穗型恢复系 E463、E559、R534、成恢 3203、蜀恢 498 均为DEP1 E463、E559、成恢3203穗粒数基因型为Gn1a,R534、QR285、蜀恢498为无功能的gn1a,R534株型基因型为ipa1,E463、E559、QR285、成恢3203、蜀恢498为IPA1。2不同穗型亲本的遗传背景分析表明,除了目标基因,在遗传基础上,差异均较小。在不育系中,F61A与F62A、F63A与F64A,F65A与F66A每对材料间的背景相似度分别为93.7%、98.4%、68.9%,F63A与F64A的差异最小,F65A与F66A的差异最大;恢复系蜀恢498的染色体片段代换系中,E463、E559、R534、QR285与蜀恢498之间的背景相似度分别为74.3%、69.1%、95.0%、86.9%,E559与蜀恢498差异最大。3亲本的表型分析表明,基因型为dep1的直立穗型亲本,穗颈弯曲度均显著小于弯曲穗型亲本。在遗传背景相似的情况下,基因型为dep1的直立穗型保持系株高、穗长、千粒重、穗粒数、单穗重、单株产量等性状显著低于弯曲穗型保持系,着粒密度则相反;直立穗型保持系的上三叶的叶长显著缩短、叶宽显著增加;直立穗型保持系的茎秆直径、截面系数、折断力矩均显著降低。恢复系方面,相对于蜀恢498,基因型为Gn1a的E463和E559的株高、穗长、千粒重、每穗粒数、着粒密度、单穗重性状均显著降低,有效穗显著增加,但E463与成恢3203的表型更接近;上三叶的叶长、叶宽均显著降低,叶夹角增加,茎秆变细,折断力矩显著降低。基因型为dep1的QR285的株高、穗长、千粒重、结实率、单穗重性状均显著降低,每穗粒数和着粒密度显著增加;上三叶的叶长均显著降低、叶宽均显著增加。基因型为ipa1的R534的株高、每穗粒数、着粒密度、单穗重等性状均显著增加,有效穗、结实率、单株产量显著降低;上三叶的叶长增加,叶宽减少,除剑叶外均达显著水平;茎秆变粗,弯曲力矩降低,折断力矩增加,均达显著水平。4杂交组合中不同穗型基因型组合方式的产量分析表明,弯曲穗基因型组合DDGgII的产量较高,平均折亩产为651.18kg/亩,其次为半直立穗基因型组合DdGgII和直立穗基因型组合ddGgII。主要农艺性状、叶片及茎秆相关性状分析表明,半直立穗基因型组合DdGgIi的每穗粒数、着粒密度、单穗重均较高,且播始历期较短、株高降低,茎秆粗壮,抗倒性较好,但有效穗较少,实际产量偏低。因此,对于四川盆地生态环境,DdGgII基因型组合可能是穗部性状较优的高产半直立穗型组合。5产量及主要农艺性状的杂种优势鉴定分析表明,基因型为dep1的直立穗型不育系GCA除有效穗、着粒密度、上三叶宽性状的效应值高于弯曲穗型不育系,其余性状均低于弯曲穗型不育系。基因型为Gn1a的E463有效穗GCA较高,基因型为ipa1的R534在株高、每穗粒数、着粒密度、单穗重、上三叶宽、折断力矩性状的GCA最高,有效穗和产量的GCA较低。基因型为dep1的直立穗型恢复系QR285上三叶宽GCA最高,千粒重、穗长、上三叶长和叶夹角的GCA最低。特殊配合力分析表明,虽然直立穗型籼稻产量GCA较低,但可以通过广泛配组选育出SCA较高的半直立穗型杂交灿稻,如半直立穗组合F66A/E463、F62A/成恢3203、F62A/蜀恢498产量的SCA均较高,具有较好的杂种优势潜力。