水稻穗发芽抗性鉴定方法筛选、生理学研究及配合力分析

摘要

水稻杂交种子收获前穗发芽是一个较为普遍的现象，严重影响杂交水稻种子产量和质量，制约着杂交水稻的推广。目前，我国生产上应用的大部分不育系对穗发芽敏感性较高，收获期遇到阴雨天气极易引起穗发芽。如何控制水稻穗发芽已经成为水稻育种中一个重要课题。本研究对水稻穗发芽抗性鉴定方法进行筛选，探讨了杂交种子穗发芽过程中的生理特性，并对杂交水稻发芽敏感性配合力进行分析。主要结果如下： ⑴采用3种方法，即塑料袋整穗保湿发芽、籽粒培养皿发芽和人工雨室诱导穗发芽，对冈46A、D69A等10个水稻不育系和蜀恢527配制的杂交水稻制种组合杂交种子进行穗发芽抗性鉴定。初步鉴定出D23A和D65A等较抗穗发芽的不育系。塑料袋整穗保湿发芽、籽粒培养皿发芽和人工雨室诱导穗发芽，均能对水稻穗发芽抗性进行评价。相比之下，以塑料袋整穗保湿发芽更为准确、适用，适合对育种材料进行大规模鉴定。利用籽粒培养皿发芽鉴定水稻不育系穗发芽抗性时，以授粉后15d和20d为适当的时期，以两次发芽率加权值为鉴定指标较为合适。利用塑料袋整穗发芽鉴定不育系穗发芽抗性时，以授粉后25d、30d和35d为适当的时期，以3次整穗发芽率加权值为鉴定指标较为合适。 ⑵利用易于穗发芽和不易穗发芽不育系D69A和D23A分别与蜀恢527杂交，测定杂交种子发育过程中淀粉酶和内源激素的含量变化。制种组合D69A/蜀恢527杂交种子穗发芽率为44．84％，比D23A/蜀恢527（穗发芽率为5．5996）易于穗发芽。授粉后15d至完熟的籽粒灌浆期，杂交种子经10d穗发芽诱导处理过程中，D69A/蜀恢527杂交种子α-淀粉酶活性和β-淀粉酶活性均明显高于D23/蜀恢527；D69A/蜀恢527杂交种子ABA/GA含量比先上升后下降，呈抛物线趋势变化，而D23A/蜀恢527杂交种子ABA/GA含量比的变化与此相反。由此认为，在杂交水稻制种中，杂交种子内源激素组成中GA含量优势和高水平的淀粉酶活性是穗发芽主要的生理基础。 ⑶以穗发芽抗性不同的6个水稻不育系和5个恢复系为亲本，采用不完全双列杂交设计，以发芽指数为指标，对亲本配合力进行分析。结果表明，蜡熟期水稻发芽敏感性受基因加性效应和非加性效应共同作用，以基因加性效应为主。亲本发芽敏感性与一般配合力效应关系较为密切，相关系数为0．6189，呈显著正相关关系，因此可以根据亲本发芽敏感性表现选配杂交组合。杂种F1发芽敏感性受母本的影响大于父本的影响。水稻发芽敏感性遗传力较高，广义遗传率和狭义遗传率分别是92．75％和54．64％，可以在早代-中世代对其进行选择。

目录

文摘

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声明

第一章 作物穗发芽研究综述

1 研究方法

2 作物穗发芽生理生化机制

2.1 淀粉酶

2.2 内源赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)

2.3 穗部及籽粒特征与穗发芽

2.4 环境因素

3 作物穗发芽化学调控

3.1 外源ABA

3.2 穗萌抑制剂和穗芽克

3.3 多效唑和植物提取物

4 作物穗发芽抗性的遗传机制

5 作物穗发芽抗性的分子生物学研究

5.1 作物穗发芽抗性相关基因研究

5.2 作物穗发芽抗性分子标记

6 目的与意义

第二章 杂交水稻制种不育系穗发芽抗性鉴定方法的研究

1 材料与仪器

1.1 材料

1.2 仪器

2 方法

2.1 田间试验

2.2 穗发芽抗性鉴定

2.3 种子吸水速率测定

2.4 统计分析方法

3 结果与分析

3.1 水稻不育系(同型保持性代替)穗发芽抗性初步鉴定

3.2 鉴定方法的评价

3.3 吸水速率与穗发芽相关分析

4 讨论

第三章 水稻制种中杂交种子穗发芽生理特性研究

1 材料、药品和仪器

1.1 材料

1.2 主要试剂

1.3 主要仪器

2 试验方法

2.1 田间试验

2.2 人工雨室诱导穗发芽

2.3 淀粉酶活性测定

2.4 赤霉素和脱落酸含量测定

3 结果与分析

3.1 杂交种子成熟过程中淀粉酶活性的变化

3.2 杂交种子内源赤霉素含量和脱落酸含量的变化

4 讨论

第四章 水稻发芽敏感性配合力分析

1 材料与仪器

1.1 供试材料

1.2 主要仪器

2 试验方法

2.1 田间试验

2.2 穗发芽敏感性测定

2.3 分析方法

3 结果与分析

3.1 配合力方差分析

3.2 一般配合力和特殊配合力分析

3.3 亲本表型与一般配合力和特殊配合力关系

3.4 群体配合力方差估算

3.5 遗传率的估算

4 讨论

参考文献

致 谢

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