分子标记辅助选育粳型亲籼光温敏雄性不育系509S和杂种花粉不育基因S24的定位

摘要

水稻籼粳亚种间杂种不育的主要原因是育性位点上等位基因的互作,因此,在籼粳品种的育性位点上进行片段置换,可克服杂种F1生殖障碍使亚种间杂交育种成为可能。本研究将籼稻轮回422S的光温敏不育基因以及籼稻249黄的黄叶标记基因通过回交方法导入到粳稻镇稻88背景中,同时在S5、S7、S8和S9等主要育性位点上,分别利用4个与育性位点紧密连锁的分子标记RM276(S5)、RM455(S7)、RM141(S8)和RM185(S9)进行分子标记辅助选择,同时结合常规育种方法,经过6年的选育,最终成功选育出粳稻光温敏不育系509S。选用分布于水稻12条染色体上的SSR标记,对509S的遗传背景进行鉴定,结果表明509S遗传背景92％为粳稻遗传背景。该不育系509S株叶形态表现为粳稻特征,与大量籼稻品种杂交结实率正常,与粳稻杂交结实率反而偏低。与籼稻配制的杂交组合中表现强大的籼粳交杂种优势。
　　 在利用509S与籼稻配制的杂交组合中,有许多组合表现比两优培九、扬两优6号、淦鑫688等现有的超级稻组合显著增产。其中9两优102组合作一季稻种比两优培九、扬两优6号大幅度增产,在江西作双季稻种植,比超级稻组合淦鑫688极显著增产,同时米质达到国标2级。
　　 本研究利用两套染色体片段置换系来进行不育基因的研究。一套是以Asominori(粳稻)为背景导入IR24(籼稻)片段的染色体片段置换系,另一套是以Sasanishiki(粳稻)为背景导入Habataki(籼稻)片段的染色体片段置换系,将这两套置换系材料分别与背景亲本杂交,构建了两套F1群体。分析这两套F1群体花粉育性分布,发现第5染色体的短臂片段置换的家系中均存在与相应背景亲本杂交F1花粉半不育,且置换的片段与以前定位的S24半不育基因座在相同区域,因此推测该半不育基因为S24位点。构建了一个包含1765个单株的CSSL34/AsominoriF2分离群体,最终将S24座位界定在SSR标记RM1024和RM17811之间1.5cM的遗传距离内。本结果为S24座位的进一步精细定位和图位克隆奠定了基础。