秈粳稻雜交后代表型變化規(guī)律與遺傳基礎(chǔ).pdf

1、秈稻和粳稻是亞洲栽培稻的兩個(gè)亞種，在生物學(xué)特性上存在明顯差別，在經(jīng)濟(jì)性狀上各有優(yōu)點(diǎn)。秈、粳稻亞種間雜交可以產(chǎn)生較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢和豐富的變異，以綜合亞種優(yōu)點(diǎn)和利用亞種間雜種優(yōu)勢為目的的秈粳稻雜交育種已成為南北方水稻育種的重要方法之一。但秈粳稻雜交育成品種并沒有象預(yù)期那樣綜合亞種特性，而是保持典型秈粳稻的基本特性。在沒有有意識(shí)直接選擇的條件下，秈粳稻雜交育成品種基本保持亞種特性，可能是因?yàn)閬喎N特征性狀與生態(tài)適應(yīng)相聯(lián)系，或者與亞種間遺傳上某種程

2、度的生殖隔離有關(guān)。迄今相關(guān)研究大多集中在親本秈粳分化程度與雜種優(yōu)勢和F<,1>分類的關(guān)系，重在探討亞種間雜種優(yōu)勢利用的途徑、遺傳機(jī)理與親本選配，對(duì)秈粳稻雜交育成品種和秈粳交的高世代分離群體亞種特性與經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)系研究極少，特別是迄今未見不同生態(tài)條件下亞種特性與經(jīng)濟(jì)性狀的變化規(guī)律及相互關(guān)系的報(bào)道。本文以來自不同緯度地區(qū)的43個(gè)水稻育成品種和兩個(gè)典型秈粳稻雜交構(gòu)建的重組自交系群體為試材，研究不同生態(tài)條件下亞種間雜交后代秈粳分化規(guī)律與遺傳基礎(chǔ)

3、，分析形態(tài)分化與遺傳分化即表現(xiàn)型與基因型分化的關(guān)系，研究生態(tài)環(huán)境對(duì)秈粳分化和經(jīng)濟(jì)性狀的影響，探討利用亞種特性與經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)系評(píng)估不同生態(tài)區(qū)的秈粳適應(yīng)性的可能性與方法，為各地水稻育種工作者的選育工作提供理論指導(dǎo)，有利于充分發(fā)掘各生態(tài)種植區(qū)的資源潛力，對(duì)實(shí)現(xiàn)秈粳亞種間雜種優(yōu)勢直接利用的戰(zhàn)略設(shè)想，推動(dòng)水稻育種與生產(chǎn)的第三次飛躍具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。 以來自不同緯度地區(qū)的育成品種為試材研究亞種特征性狀與經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)系的結(jié)果表明，高

4、緯度地區(qū)的育成品種亞種特性仍然偏粳，而這些品種絕大多數(shù)是通過秈粳稻雜交育成的；來自低緯度地區(qū)的品種亞種特性仍然偏秈。育成品種中程氏指數(shù)6個(gè)亞種特征性狀間有極顯著的相關(guān)性，表現(xiàn)為明顯的非隨機(jī)組合現(xiàn)象。穗頸大維管束數(shù)、大小維管束比、大維管束比在典型秈粳類型間有著極顯著的差異，以之分類的結(jié)果與程氏指數(shù)法有著較高的符合度，可以作為育成品種中秈粳分類的參考指標(biāo)。維管束數(shù)目與一次枝‘梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)等代表穗庫結(jié)構(gòu)的性狀有著極顯著的相關(guān)性，但

5、與一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗結(jié)實(shí)率等代表籽粒充實(shí)特性的性狀間相關(guān)未達(dá)顯著水平。程氏指數(shù)及6個(gè)亞種特征性狀與代表籽粒充實(shí)特性的結(jié)實(shí)率相關(guān)顯著，但與一、二次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)等代表穗庫結(jié)構(gòu)性狀相關(guān)不顯著。亞種特性與穗頸大維管束數(shù)、大小維管束比、大維管束比相關(guān)達(dá)極顯著水平。北方育成的典型秈粳稻雜交的重組自交系群體RISLA和RILSB在四川和遼寧兩個(gè)不同的生態(tài)區(qū)種植，RILSA群體在兩地間都呈偏粳分布，RILSB群體在遼寧秈粳株系數(shù)比例相當(dāng)，在四川

6、呈偏粳分布。不同生態(tài)條件下，亞種特征性狀發(fā)生了明顯變化，總體上四川表現(xiàn)比遼寧更加偏粳。生態(tài)條件對(duì)程氏指數(shù)6性狀的影響因性狀而異，兩組合在四川的1-2穗節(jié)長、葉毛性狀分值都極顯著高于遼寧，RILSA中籽粒長寬比和抽穗時(shí)殼色分值極顯著低于遼寧。RILSB中酚反應(yīng)在四川分值極顯著高于遼寧。稃毛性狀在兩組合和兩地區(qū)間無顯著差異。生態(tài)條件對(duì)程氏指數(shù)6性狀間和程氏指數(shù)與維管束性狀間的相關(guān)性也有顯著影響。從遼寧到四川，RILSA和RILSB的穗頸大維

7、管束數(shù)極顯著變少，第二節(jié)間小維管束數(shù)極顯著增加，大維管束比極顯著增加，兩群體間表現(xiàn)一致。RILSA在四川穗頸小維管束數(shù)極顯著增加，而RILSB極顯著減少；RILSB在四川第二節(jié)間大維管束數(shù)極顯著增加；RILSA中大小維管束比極顯著減少?？傮w上雖然有大小維管束比秈型大于粳型，大維管束比秈型小于粳型的趨勢，但是大小維管束比和大維管束比不能作為秈粳稻分類的指標(biāo)，秈粳稻雜交后代亞種特性與維管束性狀已經(jīng)重新組合。 秈粳稻雜交的重組自交系群

8、體在四川和遼寧兩個(gè)生態(tài)區(qū)種植，經(jīng)濟(jì)性狀也發(fā)生了顯著的變化。與遼寧相比，四川穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重降低，因而產(chǎn)量極顯著下降，而穗粒數(shù)在不同地區(qū)和不同群體間差異不顯著。程氏指數(shù)和構(gòu)成性狀與產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀有正相關(guān)的趨勢，育種過程中人工選擇可能是北方稻區(qū)秈粳稻雜交育成品種仍然基本保持粳亞種特性的重要原因。進(jìn)一步分析兩群體的穗部性狀結(jié)果表明，從遼寧到四川，穗頸粗值降低，二次枝梗結(jié)實(shí)率極顯著減少，兩組合間表現(xiàn)一致；RILSA中千粒重、結(jié)實(shí)率、一次枝梗

9、結(jié)實(shí)率、二次枝梗千粒重、一次枝梗個(gè)數(shù)也極顯著變少，穗長極顯著增加，但以上性狀在RILSB中未達(dá)顯著水平；RILSA中一次枝梗千粒重極顯著減少，但在RILSB中極顯著增加。RII_,SB中二次枝?？偭?shù)極顯著減少，一次枝?？偭?shù)極顯著增加，二次粒率極顯著減少，但在RILSA中變化不顯著。結(jié)實(shí)率和千粒重在秈粳類型間有顯礱的差異。維管束數(shù)目與穗庫結(jié)構(gòu)性狀呈極顯著正相關(guān)，與籽粒充實(shí)特性相關(guān)不顯著。亞種特性與穗庫結(jié)構(gòu)性狀相關(guān)不顯著，而與籽粒充實(shí)特

10、性呈極顯著的正相關(guān)。依穗頸粗去選擇維管束性狀是一條切實(shí)可行的途徑。 以SSR標(biāo)記法、程氏指數(shù)法、維管束數(shù)目比法對(duì)秈粳稻雜交構(gòu)建的重組自交系群體分類的結(jié)果顯示，三種分類方法都可以將RILSB株系分成秈粳兩大類，但在劃分的秈粳株系比例上有較大差異。以程氏指數(shù)法為標(biāo)準(zhǔn)，維管束數(shù)目比法、SSR標(biāo)記分類法與之符合度在．53.3％-58％間。程氏指數(shù)6個(gè)亞種特征性狀間的相關(guān)性明顯降低。秈粳特異標(biāo)記間的非隨機(jī)組合現(xiàn)象不再存在。在典型秈粳稻中存