基于InDel标记的籼粳杂交衍生系的选育与杂种优势利用

摘要

利用水稻籼粳亚种间杂种优势培育水稻高产新品种，是当前水稻育种的热点与重点研究方向。运用籼粳杂交技术，通过基因渐渗在籼稻背景中导入部分粳稻基因资源，构建籼粳杂交衍生系，在籼籼杂交稻和粳不籼恢型籼粳杂交稻的育种中，能够有效改良丰产性、抗逆性。本研究利用19对InDel分子标记，对4个籼粳杂交衍生系共99份材料鉴定其籼粳属性、遗传距离测定、聚类分析，结合qPL6位点检测明确衍生系的遗传背景。通过对4个组合的衍生系的15项农艺性状，及其与籼稻不育系9311A和粳稻不育系浙04A配制的杂交组合的11项农艺性状的测定与考察，分析杂交一代的性状表现、竞争优势、各性状间竞争优势的相关性及其与双亲InDel距离的相关性。结果如下:
　　对4个组合的衍生系进行农艺性状考察，结果发现与高亲值相比较，YT衍生系和YF衍生系的平均株高变矮，基部茎粗变粗,YY衍生系和YJ衍生系的平均株高增高，基部茎粗变细。4个衍生系的每穗总粒数、每穗实粒数、一次枝梗数、二次枝梗数等穗部性状，都是比高亲值或多或少的增加。除YT衍生系外，其他3个衍生系的单穗重比高亲值增加。
　　衍生系籼粳属性鉴定结果表明，19份YT衍生系是2份属典型籼稻，11份属籼稻，6份属偏籼型;7份YY衍生系是1份典型籼稻，2份籼稻，4份偏籼型;60份YF衍生系是32份籼稻，28份偏籼型;13份YJ衍生系是9份籼稻，4份偏籼型。在YT衍生系和YY衍生系中，聚类的群与籼粳属性的判别结果是基本一致的。3对InDel引物检测衍生系qPL6位点是有效的，检测的99份衍生系，80份携有qPL6位点，19份未检测到该基因。测定各衍生系的一次枝梗数，共93份大于或等于17个，小于17个的只有6份。
　　考察4个杂交衍生系与籼稻不育系9311A所配组合的杂种一代表现，发现其具有较高的产量水平与明显的杂种优势，就杂交种单株籽粒重的排序，从高到低分别为YT系列组合YF系列组合＞YY系列组合＞YJ系列组合。比较各系列组合产量的贡献要素，YT系列组合的贡献要素是有效穗数与每穗总粒数，YF系列的贡献要素是千粒重，YY系列的要素是每穗实粒数。与粳稻浙04A配组多数组合为不育或半不育，与父本比较，杂种一代生育期延长、株高变矮、每穗总粒数减少。以丰两优四号为对照品种，增产幅度大于50％的有24个组合。
　　分析与9311A所配组合的各个性状的竞争优势的相关性。在增产＞50％的组合中，单株籽粒重的竞争优势与分蘖数、穗长、结实率的竞争优势显著地正相关，与株高的竞争优势显著地负相关。单穗重的竞争优势与生育期、每穗实粒数、结实率和千粒重的竞争优势显著地正相关，分蘖数的竞争优势显著地负相关。在增产≥0％的组合中，与单株籽粒重的竞争优势显著正相关的性状，比增产＞50％的组别减了结实率，增加了每穗实粒数，株高仍为显著负相关。单穗重的竞争优势，显著正相关的性状，由生育期变更为株高，分蘖数仍显著负相关。分析所有99个组合的样本群体，除生育期和株高外，单株籽粒重的竞争优势与其余8个性状均显著或极显著正相关;单穗重的竞争优势，与千粒重等7个性状显著或极显著正相关。
　　分析4个系列的衍生系与9311A配制组合的杂种优势，与双亲的InDel遗传距离的相关性。增产＞50％组合中，着粒密度、单穗重、千粒重、每穗实粒数等4个性状的竞争优势与InDel距离显著正相关;增产≥0％的组合，着粒密度的竞争优势与InDel距离显著正相关。减产的组合中，千粒重、结实率的竞争优势与InDel距离显著正相关，分蘖数的竞争优势与InDel距离显著负相关。分析所有99个组合，发现没有一个性状的竞争优势与InDel距离存在相关性。

目录

论文说明

摘要

第1章 文献综述

1．1 籼粳杂交稻选育的研究进展

1．1．1 栽培稻的分类

1．1．2 杂交水稻的研究历史

1．1．3 籼粳杂交水稻选育的研究进展

1．2 杂种优势研究

1．2．1 杂种优势表现

1．2．2 杂种优势的遗传机理

1．2．3 杂种优势的预测

1．3 InDel分子标记法鉴定水稻籼粳属性的研究进展

1．3．1 InDel标记的开发

1．3．2 InDel标记鉴定籼粳属性的研究进展

1．4 本研究的目的与意义

第2章 籼粳杂交衍生系的农艺性状分析与籼粳属性判别

2．1 材料与方法

2．1．1 参试材料

2．1．2 试验设计及数据处理

2．1．3 籼粳属性判别的试验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 衍生系的农艺性状分析

2．2．2 衍生系的籼粳属性判别

2．2．3 衍生系的qPL6位点的检测

2．2．4 衍生系的一次枝梗数

第3章 籼粳杂交衍生系的杂种优势表现

3．1 材料与方法

3．1．1 参试材料

3．1．2 试验方法

3．2 结果与分析

3．2．1 衍生系与籼稻和粳稻不育系所配组合的杂种一代表现

3．2．2 衍生系与籼稻和粳稻不育系所配组合的竞争优势分析

3．2．3 衍生系与9311A所配高产组合的分析

第4章 籼粳杂交衍生系的杂种优势相关性

4．1 材料与方法

4．1．1 参试材料

4．1．2 试验方法

4．2 结果与分析

4．2．1 衍生系与9311A配制组合的竞争优势的相关性分析

4．2．2 衍生系与9311A配制组合的杂种优势与双亲的遗传距离的相关性分析

第5章 总结

5．1 结论与小结

5．2 展望

5．3 研究存在的问题及后续研究建议

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间取得的研究成果

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