水稻選擇導(dǎo)入系產(chǎn)量和抗倒伏性狀改良及QTL定位.pdf

1、本研究選用生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的秈型水稻恢復(fù)系明恢86和蜀恢527為輪回親本,以桂99、R2004、lemont、云恢72四個品種為供體親本,構(gòu)建了8個BC2F4回交導(dǎo)入系群體,經(jīng)過田間目測對產(chǎn)量性狀和莖稈形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行鑒定、并結(jié)合測力計測定莖稈抗折力進(jìn)行產(chǎn)量性狀和抗倒伏性狀的雙重篩選,構(gòu)建了8個高產(chǎn)、抗倒伏能力強的選擇回交導(dǎo)入系BC2F4群體。于2008年和2009年在合肥進(jìn)行產(chǎn)量性狀和抗倒伏相關(guān)性狀的表型鑒定,在2009年在中國農(nóng)科

2、院作物科學(xué)研究所重大工程樓進(jìn)行基因型鑒定,進(jìn)而對實粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、理論產(chǎn)量等5個產(chǎn)量性狀和莖稈粗、壁厚、基部第二節(jié)間抗折力、基部第三節(jié)間抗折力、倒伏指數(shù)等5個抗倒伏性狀進(jìn)行了表型和基因型分析。分析內(nèi)容包括:產(chǎn)量和抗倒伏能力的選擇效果分析、產(chǎn)量和抗倒伏性狀的相關(guān)性分析、產(chǎn)量性狀和抗倒伏性狀的QTL定位和效應(yīng)分析、產(chǎn)量性狀與抗倒伏性狀的遺傳重疊分析。研究結(jié)果對于高產(chǎn)、抗倒伏水稻育種中有利基因/QTL的利用、后代材料的直接和間接

3、利用、高產(chǎn)和抗倒伏性狀的同步協(xié)同改良有重要參考價值。主要研究結(jié)果如下:
　　1、高產(chǎn)、抗倒伏選擇回交導(dǎo)入的選擇效果
　　以蜀恢527和明恢86為輪回親本的8個回交導(dǎo)入系群體在BC2F4代進(jìn)行產(chǎn)量和抗倒伏相關(guān)性狀的鑒定選擇,入選的190個選擇回交導(dǎo)入系于2008年和2009年進(jìn)行了表型鑒定。兩年分別有150個、154個株系的單株產(chǎn)量高于輪回親本,占入選株系數(shù)的78.9％和81.1%,在兩年中均比對照增產(chǎn)的株系有143個,占75

4、.3%。兩年均穩(wěn)定增產(chǎn)達(dá)到10%以上的株系有101株,占53.2%,比例較高,可見入選優(yōu)良株系以基因型決定為主,選擇效果良好。產(chǎn)量選擇的效果在不同輪回親本的組合間表現(xiàn)有一定差異,以蜀恢527為輪回親本的四個組合產(chǎn)量選擇效果相對較好。
　　2008年和2009年中分別有128個、131個株系的倒伏指數(shù)低于輪回親本,分別占67.4%和68.9%。兩年中均比輪回親本倒伏指數(shù)小的株系數(shù)有108個,占56.8%。兩年倒伏指數(shù)均比輪回親本降低

5、5%以上的株系有63株,占33.2%。兩年中株系倒伏指數(shù)表現(xiàn)趨勢總體上一致,以基因型決定為主,選擇效果良好。不同組合的選擇效果略有差異,其中527-99、527-72入選株系倒伏指數(shù)低于輪回親本的比率在兩年中均較高,表現(xiàn)好且穩(wěn)定。
　　兩年中比輪回親本增產(chǎn)、倒伏指數(shù)降低的株系數(shù)有82個,占43.2%。從結(jié)果看把產(chǎn)量性狀和抗倒伏性狀同步進(jìn)行選擇改良是可行的,高產(chǎn)和抗倒伏能夠得到協(xié)同改良。采用選擇回交導(dǎo)入系對產(chǎn)量和抗倒伏能力結(jié)合起來同

6、步進(jìn)行改良方法可行、效果良好。
　　從選擇導(dǎo)入系的表現(xiàn)看,桂99作為供體親本對改良輪回親本的產(chǎn)量性狀有很好效果,R2004作為供體對改良輪回親本的抗倒伏能力的效果很好,在實踐育種中可加強利用。
　　從兩年在產(chǎn)量性狀和抗倒伏兩方面穩(wěn)定表現(xiàn)優(yōu)良的株系產(chǎn)量因子看,要做到既高產(chǎn)又抗倒,需要一個理想的穗粒結(jié)構(gòu),一般總粒數(shù)在200粒左右,實粒數(shù)在160-180粒為宜。
　　2、產(chǎn)量和抗倒伏相關(guān)性狀的相關(guān)性
　　高產(chǎn)育種重點要

7、從提高分蘗力和結(jié)實率、確保一定的實粒數(shù)和保持較高的千粒重幾個方面著手,不可以追求長穗和特大穗。保持足夠穗數(shù)和較大穗的基礎(chǔ)上主攻結(jié)實率是關(guān)鍵,特別是把高產(chǎn)、抗倒伏兩方面作為育種目標(biāo)時,應(yīng)從有效穗、實粒數(shù)、結(jié)實率上下功夫,保持較高的粒重,不能追求大穗、長穗。
　　提高水稻的抗倒伏能力,首先要從增加莖稈粗和壁厚、增加節(jié)數(shù)入手,改良水稻的稈型指數(shù),進(jìn)而提高抗倒伏能力。
　　在選育中矮稈、高產(chǎn)、抗倒伏品種時,對品系抗倒伏能力的評價可以

8、直觀地把節(jié)數(shù)、莖稈粗和壁厚作為重要指標(biāo),結(jié)合測定莖稈抗折力或抗推力,對水稻的抗倒伏能力進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的評價。
　　3、主效QTL及其利用
　　定位到了多個P值小于0.01、貢獻(xiàn)率在30%以上、加性效應(yīng)較大、且在兩年都穩(wěn)定表達(dá)的主效QTL位點,這些位點可以作為產(chǎn)量性狀和抗倒伏性狀改良的重點。如控制實粒數(shù)的qGN10.1、qGN7.1、qGN1.2、qGN1.3、qGN11.4、qGN2.1,控制總粒數(shù)的qSN2.1、qSN1.3

9、、qSN1.4、qSN1.5、qSN2.4,控制結(jié)實率的qSF10.1、qSF5.1、qSF1.1、qSF3.4、qSF4.1、qSF5.3、qSF6.2、qSF1.3、qSF1.4,控制千粒重的qGW2.1、qGW7.1、qGW12.1、qGW1.5、qGW1.6、qGW6.4、qGW7.5,控制理論產(chǎn)量的qGY3.1,控制莖稈粗的qSD2.2、qSD1.1、qSD1.6、qSD1.3、qSD1.4、qSD2.8、qSD1.9,控制壁

10、厚的qCT2.2、qCT2.1、qCT7.3、qCT1.3、qCT1.4,控制基部第二節(jié)間抗折力的qCS7.1、qCS9.1、qCS1.3、qCS1.4、qCS1.5,控制基部第三節(jié)間抗折力的qCSⅢ7.1、qCSⅢ9.1、qCSⅢ12.4、qCSⅢ1.2、qCSⅢ1.3、qCSⅢ1.4、qCSⅢ2.1,控制倒伏指數(shù)的qLI1.2、qLI7.2。
　　有的QTL中供體基因的導(dǎo)入可以使某個產(chǎn)量指標(biāo)或抗倒伏指標(biāo)得到大幅度改良,但導(dǎo)致另

11、外主要產(chǎn)量因子的下降,所以有利基因/QTL的利用要考慮到主要性狀之間的相關(guān)性。
　　4、產(chǎn)量和抗倒伏相關(guān)性狀的遺傳重疊
　　在群體內(nèi)產(chǎn)量性狀間、抗倒伏性狀間、產(chǎn)量和抗倒伏性狀間、相同背景不同供體間都有較多的遺傳重疊,這些遺傳重疊為產(chǎn)量性狀和抗倒伏性狀的同步改良創(chuàng)造了條件。如在527-72群體中檢測到在第1染色體上的三個相鄰的主效位點qGN1.2(qSN1.3、qCS1.3、qCSIII1.2)、qGN1.3(qSN1.4、q

12、CS1.4、qCSIII1.3)、qGN1.4(qSN1.5、qCS1.5、qCSIII1.4),對實粒數(shù)、總粒數(shù)、基部第二和第三節(jié)間抗折力都表現(xiàn)為較大的負(fù)向加性效應(yīng),增效作用來自于供體云恢72,在這幾個位點導(dǎo)入供體親本基因能較好地提高實粒數(shù)、總粒數(shù)和第二、第三節(jié)間抗折力,可利用分子標(biāo)記輔助選擇在這些位點上表現(xiàn)為供體基因型的個體,對蜀恢527從高產(chǎn)、抗倒伏兩大目標(biāo)進(jìn)行改良和后代選擇具有重要意義。
　　有的一因多效QTL對不同性狀的