水稻杂种后代籽粒直链淀粉含量遗传变异及选择效果研究

摘要

蒸煮食味品质是稻米的重要品质性状，而直链淀粉含量是影响稻米蒸煮食味品质的主要内在因素之一。杂种高代是性状分离和稳定的重要世代。因此，研究水稻杂种高代籽粒直链淀粉含量遗传变异及选择效果对水稻优质高产育种具有重要的理论和实践指导意义。本试验选用直链淀粉含量不同的4个粳稻品种配制2个杂交组合，即系选1号×通769和东农423×藤系180，研究其杂种F6~F7代植株的籽粒直链淀粉含量遗传变异及定向选择效果。研究结果表明：
　　 水稻籽粒直链淀粉含量在杂种高代仍然有广泛的遗传变异，籽粒直链淀粉含量主要受微效多基因控制，杂种高代以基因加性效应为主，但也存在一定的显性效应。直链淀粉含量的遗传力随世代的推进而递增，高代的遗传力很高，达99％，世代间直链淀粉含量相关显著，并且邻近世代间的相关程度更高。
　　 以直链淀粉含量为后代选择指标，对杂种F2代起分别向高、低直链淀粉含量进行逐代的定向选择，则后代的直链淀粉含量可得到显著的提高或降低，甚至可以选出超高亲和超低亲的后代，并且向低直链淀粉含量方向选择所获得的选择增效大于向高直链淀粉含量的选择。高代直链淀粉含量的选择强度不宜太大，F6和F7代植株的选择率以10％为宜。
　　 优先选择籽粒直链淀粉含量对杂种后代的蒸煮食味品质及产量性状均带来不同程度的影响，其影响程度因杂交组合及性状不同而异。在蒸煮食味品质性状中下降粘度值和粘滞峰消减值的变异度最大，而在农艺性状中每穗粒数和单株粒重的变异度最大。
　　 直链淀粉含量与蒸煮食味品质的关系以及蒸煮食味品质性状彼此间的关系是随直链淀粉含量不同而发生相关程度和相关性质的变化。直链淀粉含量与蒸煮食味品质间的关系并不是简单的线性关系，直链淀粉含量过高或过低，食味品质均不同程度的变劣。直链淀粉含量为中等水平的后代具有较好的食味品质。
　　 直链淀粉含量和蛋白质含量是稻米的主要成分，是影响蒸煮食味品质的主要因素，二者之间存在着此消彼长的相关关系，因此协调直链淀粉与蛋白质含量的关系是改良稻米品质的重要途径。
　　 直链淀粉含量与淀粉合成关键酶活性关系是随着直链淀粉含量的不同而酶活性发生变化。ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性是随着直链淀粉含量的增加而增加，而淀粉分支酶活性是随着直链淀粉含量的增加而下降。
　　 SSR分子标记的遗传相似系数，在组合Ⅰ中，单个杂种后代的遗传相似系数平均值变幅为0.473~0.750，总平均值为0.581，成对杂种后代中的遗传相似系数最大值为0.992，最小值为0.054；在组合Ⅱ中，单个杂种后代的遗传似系数平均值变幅为0.485~0.714，总平均值为0.579，成对杂种后代中的遗传相似系数最大值为0.992，最小值为0.031。
　　 亲本与杂种后代的聚类分析结果表明，直链淀粉含量高的后代株系大都与高亲聚在一起，而直链淀含量低的后代株系大都与低亲聚在一起。杂种后代某一性状的连续定向选择，其后代的遗传背景容易偏向于双亲之一，被选的后代亲缘关系与双亲之一很紧，不利于综合双亲的优良基因和后代的遗传多样化。