水稻開(kāi)花期高溫耐性相關(guān)性狀研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著全球氣候的變化，高溫?zé)岷︻l頻發(fā)生，給我國(guó)乃至全世界的水稻生產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。高溫對(duì)水稻各發(fā)育時(shí)期、各器官、各性狀、各水平（細(xì)胞、亞細(xì)胞、生理、生化、基因）影響的研究普遍認(rèn)為開(kāi)花期是水稻對(duì)高溫最敏感時(shí)期，如遇高溫會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。開(kāi)展高溫耐性研究，對(duì)于培育開(kāi)花期耐高溫的水稻品種，降低高溫危害具有非常重要的意義。
　　高溫耐性屬于數(shù)量性狀，鑒定較為困難，研究者提出了不少用于鑒定開(kāi)花期耐高溫的指標(biāo)，鑒定出了很多QTL位點(diǎn)

2、。但這些鑒定指標(biāo)在育種中直接應(yīng)用具有一定難度，鑒定到的位點(diǎn)也需要進(jìn)一步驗(yàn)證和深入研究。找到與開(kāi)花期高溫耐性密切相關(guān)且容易在常溫下鑒定的指標(biāo)對(duì)于水稻耐高溫育種研究迫在眉睫。本研究首先探究了花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度，早花時(shí)、低穗部溫度3個(gè)性狀和水稻高溫育性的相關(guān)性，明確長(zhǎng)的花藥基部開(kāi)裂是高溫條件下保證結(jié)實(shí)率的有利性狀。通過(guò)不完全雙列雜交試驗(yàn)，進(jìn)一步研究了水稻花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度和寬度的遺傳力，發(fā)現(xiàn)水稻花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度的遺傳方式以加性效應(yīng)為主，可以在育種

3、早代進(jìn)行選擇。最后利用9311/日本晴的染色體片段置換系，定位到4個(gè)控制花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度的QTL。主要結(jié)果如下:
　　1.花藥基部開(kāi)裂、早花時(shí)、低穗部溫度對(duì)不同耐熱性水稻品種結(jié)實(shí)率的影響
　　為了探明與水稻高溫不育緊密相關(guān)的性狀，以6個(gè)在2003年開(kāi)花期高溫中結(jié)實(shí)率不同的水稻品種為材料，檢測(cè)了3個(gè)可能與高溫育性有關(guān)的性狀:花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度，早花時(shí)、低穗部溫度。開(kāi)花期測(cè)量微環(huán)境參數(shù)、開(kāi)花習(xí)性（花藥柱頭上有大于20個(gè)花粉的小花的

4、百分比、開(kāi)花時(shí)間和花藥開(kāi)裂性狀）和穗部溫度，成熟后考察結(jié)實(shí)率。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)6個(gè)品種在3個(gè)性狀上存在顯著差異。在大氣溫度、相對(duì)濕度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速等微環(huán)境參數(shù)中，結(jié)實(shí)率和6個(gè)品種的開(kāi)花期日最高溫度有顯著相關(guān)性。雖然不同品種開(kāi)花時(shí)間和穗部溫度有差異，但結(jié)實(shí)率與開(kāi)花時(shí)間以及穗部溫度間并沒(méi)有相關(guān)性，而與花藥開(kāi)裂長(zhǎng)度顯著正相關(guān)?；ㄋ幓块_(kāi)裂長(zhǎng)度、開(kāi)花期間日最高溫度、年份解釋了6個(gè)品種2年結(jié)實(shí)率82％的變異。長(zhǎng)的花藥基部開(kāi)裂是高溫條件下保證結(jié)實(shí)率的

5、有利性狀。由于花藥基部開(kāi)裂性狀比較易于觀測(cè)，且在高溫和常溫條件下的表達(dá)具有平行性，可以在常溫下利用水稻花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度進(jìn)行開(kāi)花期高溫耐性鑒定。
　　2.粳稻花藥基部開(kāi)裂性狀的遺傳力研究
　　通過(guò)6×8不完全雙列雜交，配制48個(gè)雜交粳稻組合，對(duì)雜交組合的花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度(LDBT)和寬度(WDBT)進(jìn)行遺傳力分析。不同組合間的花藥基部開(kāi)裂性狀存在極顯著差異，各性狀的親本一般配合力方差均達(dá)顯著（極顯著）水平，特殊配合力方差則均不

6、顯著。LDBT和WDBT均以利用一般配合力為主，WDBT還要注意GCA與SCA的共同作用。LDBT的廣義遺傳力和狹義遺傳力均大于60％，更適于早代選擇。而WDBT的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為46％和30％，受環(huán)境影響較大。
　　對(duì)6個(gè)恢復(fù)系的LDBT(WDBT)和6個(gè)恢復(fù)系與同一不育系配組的F1組合的LDBT(WDBT)為變量進(jìn)行回歸分析?；謴?fù)系間花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度和寬度都存在極顯著差異。以A2、A4等5個(gè)不育系為母本時(shí)，恢復(fù)系與

7、所配F1間在花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度上存在顯著或極顯著的線(xiàn)性回歸關(guān)系。以A1、A2等6個(gè)不育系為母本時(shí)，其所配6個(gè)F1組合與6個(gè)恢復(fù)系之間在WDBT上也存在線(xiàn)性回歸關(guān)系，均達(dá)到極顯著水平。恢復(fù)系對(duì)F1的花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度和寬度存在顯著影響。
　　以同一母本與不同恢復(fù)系所配F1的LDBT(WDBT)平均值為變量，方差分析發(fā)現(xiàn)，不同母本所配F1間平均花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度也存在極顯著差異，不育系對(duì)F1的花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度存在一定影響。在進(jìn)行耐熱性育種時(shí)

8、，注重恢復(fù)系選擇的同時(shí)，也要考慮不育系對(duì)F1組合高溫耐性的影響。
　　3.水稻花藥開(kāi)裂長(zhǎng)度QTL定位
　　用以粳稻品種日本晴為供體、秈稻品種9311為受體的染色體片段置換系為材料，結(jié)合物理圖譜和代換作圖方法進(jìn)行水稻花藥開(kāi)裂長(zhǎng)度的QTL定位。共鑒定出4個(gè)控制花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度的QTL。其中qLDB1被定位在第1染色體RM9與S1-27.5之間1.25Mb的片段上，qLDB2被定位在第2染色體RM3512與RM530之間1.6Mb

9、的片段上，qLDB7被定位在第7染色體S7-3與RM351之間4.51Mb的片段上，qLDB10被定位在第10染色體RM258與RM147之間1.5Mb的片段上。qLDB10的加性效應(yīng)表現(xiàn)為增效作用，來(lái)源于9311的等位基因，其余3個(gè)QTL的加性效應(yīng)為減效作用，均來(lái)源于日本晴的等位基因。定位到的4個(gè)QTL中，3個(gè)QTL與前人定位到的耐熱位點(diǎn)具有較高的一致性，為“花藥基部開(kāi)裂長(zhǎng)度可以作為常溫下鑒定水稻開(kāi)花期耐高溫的指標(biāo)”提供分子水平的理論