水稻亚种间DNA渗入系育性改良及性状相关分子标记研究

摘要

水稻（OryzasativaL.）是世界上最主要的粮食作物之一。籼粳亚种间杂交是水稻杂交育种的新阶段，也是充分利用杂种优势的新途径。籼粳亚种间遗传背景、分子组成、形态上的差异决定了它们之间存在着强大的杂种优势。但是由于亚种间生殖隔离的存在，籼粳杂交结实率低下的缺点阻碍了亚种间的优势利用。广亲和基因理论的提出、广亲和品种的培育成功，解决了亚种间杂种不育的难题。
　　 本研究以利用籼粳亚种间杂种优势为最终目的，通过广亲和品种的过渡，向杂交亲本中导入广亲和基因，由花粉检测、结实率统计、分子标记检测等方法证实了所转育的籼稻品种具有广亲和性。利用携带广亲和基因的改良亲本进行亚种间杂交，得到一批结实率好、优势明显的籼粳杂交后代。并通过分子标记辅助分析，结合农艺性状调查，得到粳稻渗入系片段与性状变化间的关系。主要结果如下：
　　 1、利用广亲和基因S5n供体品种187R与实验用受体材料19个籼稻品种杂交，根据S5n连锁标记SSR6对350个杂交后代检测，得到127个携带广亲和基因的株系，可用于下一步籼粳亚种杂交或用于广亲和品种的选育。
　　 2、对227个籼粳杂交F1代个体进行花粉检测，有59.56％的个体花粉育性正常，最低37.5％，最高80％。挑选65个籼粳杂交后代进行广亲和标记检测以及结实率统计，有35个后代的结实率在70％以上，最高有89.64％，达到了广亲和标准；其余材料中有13个个体结实率接近广亲和标准，在60％～70％之间，17个结实率低于60％，最低仅有21.95％，广亲和标记平均符合率为73.8％。
　　 3、利用10个典型籼稻、10个典型粳稻筛选得到48对分辨率在80％以上的籼粳特异性标记，运用这些标记对65份籼粳杂交F1代材料和26份基于籼稻R29的籼粳杂交BC3F4高世代粳稻渗入材料进行检测，结合R29农艺性状调查情况，得到一系列导入片段与杂交后代性状株高、剑叶长度、有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量等性状变化相关性数据。为分子设计育种提供参考。
　　 研究表明，分子标记辅助选择是开发广亲和新品种、研究籼粳杂交后代性状变化、QTL定位的关键技术，也是亚种间杂种优势利用的新途径。