水稻恢复系优良基因的聚合育种

摘要

三系杂交育种技术在提高水稻产量中发挥了重要作用，恢复系的培育是杂种优势利用的重要基础，提高水稻抗病虫能力对提高产量具有重要作用，并且选择品质优良的水稻恢复系有利于改善杂种后代的米质。另外籼粳亚种之间存在强大的杂种优势，选育出亲和系对解决不亲和性具有重要作用。本研究利用实验室优质品系改良恢复系，粳型亲籼恢复系改良华粳籼74广亲和系G3，主要结果如下：　　（1）WA-CMS优良恢复系的培育。利用含有Wx-17T、gs3、fgr、Hd-1-2、OsMADS50和Pi-24优良品系，改善恢复系P152-07，通过MAS筛到优质WA-CMS恢复系25份纯合单株；还筛选了Wx-20G、gs3、gw8、qBLAST-11-1、qBLAST-2-1和Xa21等基因（QTL），获得22份高产抗病虫 WA-CMS 纯合株系，为后续选择优良恢复系提供材料基础。　　（2）优质 BT-CMS 恢复系的培育与恢复力和品质性状的测定。利用优质品系改良恢复系，2017年晚造获得9份含有Wx-17T、gs3、fgr、Hd-1-2、OsMADS50、Pi-24和Rf1的优质BT-CMS恢复系。对2017年早造的5份优质BT-CMS恢复系进行恢复力、品质和产量性状考察。1）春江16A杂种后代花粉育性处于70.10-72.13%的范围内，两个组合比对照显著提高 7.00-7.50%；小穗育性处于 75.10-79.40%的范围内，4个组合比对照显著提高6.50-8.40%；直链淀粉含量处于19.09-20.24%的范围内，4个组合比对照显著降低0.74-1.33%；单株产量处于18.62-23.26 g的范围内，比对照显著提高4.86-9.59 g。2）春江23A测交后代花粉育性处于70.61-73.96%的范围内，比对照显著提高5.97-8.46%，小穗育性处于74.30-83.30%的范围内，1个组合比对照显著提高14.56%；直链淀粉含量处于23.88-27.38%的范围内，比对照显著提高3.46-6.96%;单株产量没有显著提高，结果表明用优质改良恢复系进行测交组配是可行的。　　（3）新广亲和恢复系的培育与恢复力、品质性状的测定。筛到含有Wx-20G、Alk、S5和Sc等优良基因（QTL）的新广亲和恢复系，对其中两份进行恢复力、品质和产量性状考察。与春江16A测交后代花粉育性分别是66.70%和68.56%，仅比对照提高0.07%和1.93%，小穗育性分别是69.91%和74.33%，其中一个没有提高，另外一个比对照提高3.33%；直链淀粉含量是27.38%和25.26%，比对照显著降低1.33%和3.45%；单株产量是21.69 g和33.87 g，比对照显著提高8.02 g和20.2 g，结果表明新广亲和恢复系可以改善后代品质。　　（4）华粳籼74新亲和系的培育。通过改良G3获得25份含有Sa-j、S5-n、Sc-n的华粳籼74新亲和系。对华粳籼74新亲和系的恢复力和产量进行考察。1）春江16A的杂交后代花粉育性是 70.49%，比对照提高 3.86%；小穗育性 84.30%，比对照显著提高13.30%；单株产量是19.96 g显著高于对照6.20 g。2）春江23A测交组合F1的花粉育性是72.67%，比对照显著提高8.03%；小穗育性是75.10%，比对照提高3.40%，结果表明新亲和系可以提高与不育系的亲和力。　　本实验以前人培育的恢复系、优质品系、广亲和系与粳型亲籼恢复系为材料，利用分子标记辅助选择的高效性进行聚合育种,改良了恢复系品质、恢复力和亲和性，为水稻杂种优势利用提供理论指导和材料基础。

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