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目前,杂交籼稻以三系杂交稻为主,野败型(Wildabortive,WA)不育系不育性稳定,可恢复性较好,WA型细胞质作为生产上主要利用的不育胞质类型,多年来其推广组合及面积在杂交稻中一直居于主导地位。但部分广泛应用于生产的不育系发生自交结实现象,出现育性不稳定现象,影响制种纯度,从而影响三系杂交籼稻组合的应用。同时,WA型不育系育性恢复遗传的研究已经滞后于“三系”杂交水稻不育系及恢复系的选育需求。本课题组基于上述研究现状,提出加强对WA型不育系和保持系中育性恢复基因的研究,有助于加深对WA-CMS育性恢复机理的认识,为WA型不育系及恢复系的选育提供借鉴。本研究以一套日本晴为供体、9311为背景的染色体片段代换系(命名为C1-C135)为研究材料,通过构建目标染色体片段叠代系,对日本晴中一个WA型恢复基因进行定位,具体研究结果如下:(1)利用WA型籼稻不育系五丰A与C31等6个代换系(Rf5所在染色体区段被替换)及对照9311进行测交,其中代换系C119测交后代自然结实率超过80%,对照9311及其余代换系测交后代自然结实率为0-12.7%,两者间存在显著差异。该结果表明,C119对WA型籼稻不育系五丰A的育性恢复是由于在9311背景中导入日本晴片段所致,由此说明粳稻保持系日本晴中存在WA型恢复基因。(2)利用WA型籼稻不育系五丰A、天丰A及广8A与C119及对照9311测交,育性鉴定结果表明,C119测交后代全可育,9311测交后代全不育,表明该恢复基因是与9311核背景中的恢复基因存在互作,与不育系核背景无关。(3)根据代换系重测序结果及标记检测结果,C119中带有6个导入片段,从该套代换系群体内筛选出18个与C119带有相同导入片段的代换系,与WA型五丰A、天丰A测交,根据测交F1群体育性,推断该基因位于第1染色体导入片段上,暂将其命名为Rf21(t)。根据重测序结果,将Rf21(t)初步定位于第1染色体上43.6-44.9Mb的区间内,物理距离为1.40Mb。(4)构建9311/C119的F2群体,利用分子标记辅助选择49株带有不同导入片段的单株与WA型五丰A、天丰A进行测交,根据测交F1群体育性,将Rf21(t)定位于第1染色体的导入片段上。对所有带有目标导入片段的代换系及单株进行分子标记检测,将Rf21(t)定位于标记 RM5310 与 ID01M29151 之间,标记 RM5310 位于41198296bp 处,标记 ID01M29151 位于41894866bp处,两标记间物理距离约697kb。(5)根据代换系重测序结果,筛选出14个在第1染色体上与C119中带有相同导入片段的代换系,与WA型五丰A、天丰A、广8A测交。根据测交F1群体育性,结合分子标记检测结果,将Rf21(t)定位于第1染色体上标记RM5310与STS1-170.4之间,两标记间物理距离约900kb。利用分子标记辅助选择及9311/C119的F3群体构建覆盖目标区段的染色体片段叠代系,选择带有不同迭代片段的单株与WA型五丰A、天丰A测交,根据测交F1群体育性,将Rf21(t)定位于标记RM5310与RM12182之间,两标记间物理距离约187kb。