海拔和籼粳细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势和自交衰退的影响

摘要

【目的】分析海拔引起的环境温度变化对籼粳稻细胞质背景下的F1代配子基因型的选择效应及其对后代分离群体优势和衰退的影响,为水稻育种及全球气温变化对水稻遗传变异的效应研究提供理论参考。【方法】以具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34与耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷为亲本,将正反交F1代种植在3个海拔条件下产生6个F2代群体,对其11个生物学性状的杂种优势及自交衰退进行分析。【结果】株高、剑叶长、剑叶宽、有效穗数、主穗长、穗颈长、实粒数和结实率8个性状的自交衰退在6个F2代群体中均达显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)水平,播始历期、1~2穗节长和着粒密度等3个性状的自交衰退在部分F2代群体中达显著或极显著水平。正反交组合F2代群体中播始历期、株高、剑叶宽、有效穗数、实粒数和结实率6个性状的杂种优势和自交衰退均随海拔的升高而减小,剑叶长、主穗长、1~2穗节长、穗颈长和着粒密度5个性状的杂种优势和自交衰退在正反交组合中具有明显的差异。F2代群体生物学性状的中亲优势率、超亲优势率和自交衰退率明显受到产生F2群体的海拔和细胞质背景的影响。【结论】海拔和细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势及自交衰退产生的效应,分别是由于海拔导致的环境温度变化对杂种F1代的雄配子选择以及不同细胞质背景下由雄配子和雌配子共同选择造成。此外,海拔对F2代群体当代的孢子体同样具有非常明显的效应。