秈粳稻雜交后代表型變化規(guī)律與遺傳基礎.pdf

1、秈稻和粳稻是亞洲栽培稻的兩個亞種，在生物學特性上存在明顯差別，在經濟性狀上各有優(yōu)點。秈、粳稻亞種間雜交可以產生較強的雜種優(yōu)勢和豐富的變異，以綜合亞種優(yōu)點和利用亞種間雜種優(yōu)勢為目的的秈粳稻雜交育種已成為南北方水稻育種的重要方法之一。但秈粳稻雜交育成品種并沒有象預期那樣綜合亞種特性，而是保持典型秈粳稻的基本特性。在沒有有意識直接選擇的條件下，秈粳稻雜交育成品種基本保持亞種特性，可能是因為亞種特征性狀與生態(tài)適應相聯系，或者與亞種間遺傳上某種程

2、度的生殖隔離有關。迄今相關研究大多集中在親本秈粳分化程度與雜種優(yōu)勢和F<,1>分類的關系，重在探討亞種間雜種優(yōu)勢利用的途徑、遺傳機理與親本選配，對秈粳稻雜交育成品種和秈粳交的高世代分離群體亞種特性與經濟性狀的關系研究極少，特別是迄今未見不同生態(tài)條件下亞種特性與經濟性狀的變化規(guī)律及相互關系的報道。本文以來自不同緯度地區(qū)的43個水稻育成品種和兩個典型秈粳稻雜交構建的重組自交系群體為試材，研究不同生態(tài)條件下亞種間雜交后代秈粳分化規(guī)律與遺傳基礎

3、，分析形態(tài)分化與遺傳分化即表現型與基因型分化的關系，研究生態(tài)環(huán)境對秈粳分化和經濟性狀的影響，探討利用亞種特性與經濟性狀的關系評估不同生態(tài)區(qū)的秈粳適應性的可能性與方法，為各地水稻育種工作者的選育工作提供理論指導，有利于充分發(fā)掘各生態(tài)種植區(qū)的資源潛力，對實現秈粳亞種間雜種優(yōu)勢直接利用的戰(zhàn)略設想，推動水稻育種與生產的第三次飛躍具有重要的理論意義與實用價值。 以來自不同緯度地區(qū)的育成品種為試材研究亞種特征性狀與經濟性狀關系的結果表明，高

4、緯度地區(qū)的育成品種亞種特性仍然偏粳，而這些品種絕大多數是通過秈粳稻雜交育成的；來自低緯度地區(qū)的品種亞種特性仍然偏秈。育成品種中程氏指數6個亞種特征性狀間有極顯著的相關性，表現為明顯的非隨機組合現象。穗頸大維管束數、大小維管束比、大維管束比在典型秈粳類型間有著極顯著的差異，以之分類的結果與程氏指數法有著較高的符合度，可以作為育成品種中秈粳分類的參考指標。維管束數目與一次枝‘梗數、二次枝梗數、穗粒數等代表穗庫結構的性狀有著極顯著的相關性，但

5、與一次枝梗結實率、二次枝梗結實率等代表籽粒充實特性的性狀間相關未達顯著水平。程氏指數及6個亞種特征性狀與代表籽粒充實特性的結實率相關顯著，但與一、二次枝梗數、穗粒數等代表穗庫結構性狀相關不顯著。亞種特性與穗頸大維管束數、大小維管束比、大維管束比相關達極顯著水平。北方育成的典型秈粳稻雜交的重組自交系群體RISLA和RILSB在四川和遼寧兩個不同的生態(tài)區(qū)種植，RILSA群體在兩地間都呈偏粳分布，RILSB群體在遼寧秈粳株系數比例相當，在四川

6、呈偏粳分布。不同生態(tài)條件下，亞種特征性狀發(fā)生了明顯變化，總體上四川表現比遼寧更加偏粳。生態(tài)條件對程氏指數6性狀的影響因性狀而異，兩組合在四川的1-2穗節(jié)長、葉毛性狀分值都極顯著高于遼寧，RILSA中籽粒長寬比和抽穗時殼色分值極顯著低于遼寧。RILSB中酚反應在四川分值極顯著高于遼寧。稃毛性狀在兩組合和兩地區(qū)間無顯著差異。生態(tài)條件對程氏指數6性狀間和程氏指數與維管束性狀間的相關性也有顯著影響。從遼寧到四川，RILSA和RILSB的穗頸大維

7、管束數極顯著變少，第二節(jié)間小維管束數極顯著增加，大維管束比極顯著增加，兩群體間表現一致。RILSA在四川穗頸小維管束數極顯著增加，而RILSB極顯著減少；RILSB在四川第二節(jié)間大維管束數極顯著增加；RILSA中大小維管束比極顯著減少。總體上雖然有大小維管束比秈型大于粳型，大維管束比秈型小于粳型的趨勢，但是大小維管束比和大維管束比不能作為秈粳稻分類的指標，秈粳稻雜交后代亞種特性與維管束性狀已經重新組合。 秈粳稻雜交的重組自交系群

8、體在四川和遼寧兩個生態(tài)區(qū)種植，經濟性狀也發(fā)生了顯著的變化。與遼寧相比，四川穗數、結實率和千粒重降低，因而產量極顯著下降，而穗粒數在不同地區(qū)和不同群體間差異不顯著。程氏指數和構成性狀與產量和經濟性狀有正相關的趨勢，育種過程中人工選擇可能是北方稻區(qū)秈粳稻雜交育成品種仍然基本保持粳亞種特性的重要原因。進一步分析兩群體的穗部性狀結果表明，從遼寧到四川，穗頸粗值降低，二次枝梗結實率極顯著減少，兩組合間表現一致；RILSA中千粒重、結實率、一次枝梗

9、結實率、二次枝梗千粒重、一次枝梗個數也極顯著變少，穗長極顯著增加，但以上性狀在RILSB中未達顯著水平；RILSA中一次枝梗千粒重極顯著減少，但在RILSB中極顯著增加。RII_,SB中二次枝梗總粒數極顯著減少，一次枝梗總粒數極顯著增加，二次粒率極顯著減少，但在RILSA中變化不顯著。結實率和千粒重在秈粳類型間有顯礱的差異。維管束數目與穗庫結構性狀呈極顯著正相關，與籽粒充實特性相關不顯著。亞種特性與穗庫結構性狀相關不顯著，而與籽粒充實特

10、性呈極顯著的正相關。依穗頸粗去選擇維管束性狀是一條切實可行的途徑。 以SSR標記法、程氏指數法、維管束數目比法對秈粳稻雜交構建的重組自交系群體分類的結果顯示，三種分類方法都可以將RILSB株系分成秈粳兩大類，但在劃分的秈粳株系比例上有較大差異。以程氏指數法為標準，維管束數目比法、SSR標記分類法與之符合度在．53.3％-58％間。程氏指數6個亞種特征性狀間的相關性明顯降低。秈粳特異標記間的非隨機組合現象不再存在。在典型秈粳稻中存