水稻早世代穩(wěn)定性的遺傳分析

1、水稻早世代穩(wěn)定性的遺傳分析摘要：利用具有早世代穩(wěn)定特性的水稻（早穩(wěn)）和常規(guī)品種作為主體親本，進行了早穩(wěn)X早穩(wěn)、早穩(wěn)X常規(guī)品種、常規(guī)品種X常規(guī)品種等三種類型的雜交。結(jié)果顯示，在早穩(wěn)X早穩(wěn)組合和早穩(wěn)X常規(guī)品種的一些組合中分別以不同頻率出現(xiàn)早世代穩(wěn)定株系，常規(guī)品種之間的雜交組合后代沒有出現(xiàn)早世代穩(wěn)定株系。水稻早世代穩(wěn)定特性是早世代穩(wěn)定水稻親本所特有的，早世代穩(wěn)定株系出現(xiàn)頻率與雜交組合雙親有密切關(guān)系；早世代穩(wěn)定性狀既不是質(zhì)量性狀也不是數(shù)量性狀，

2、既不是隱性基因控制也不是顯性基因控制。水稻早世代穩(wěn)定特性可以通過雜交傳遞到円單株，并以F2群體中的株系為傳遞的基本單位。穩(wěn)定株系的農(nóng)藝性狀與相應(yīng)F!單株農(nóng)藝性狀一致。另一方面，同一雜交組合的F2群體中，既有農(nóng)藝性狀整齊一致的穩(wěn)定株系，又有按孟德爾分離規(guī)律的分離株系存在。初步推斷水稻早世代穩(wěn)定親本中存在特有的控制因子，在雜種合子細胞分裂啟動時作用于有絲分裂的開關(guān)基因，關(guān)閉有絲分裂，啟動了減數(shù)分裂，體細胞減數(shù)分裂導致染色體重排，并產(chǎn)生純合胚

3、，形成了農(nóng)藝性狀整齊一致的F2株系。關(guān)鍵詞：水稻；早世代穩(wěn)定性；穩(wěn)定株系；體細胞減數(shù)分裂育種實踐證明，雜交后代要自交純合往往需要7?10代，5?8年的時間D，2]。但在水稻育種中，雜種F2或F3群體中出現(xiàn)了農(nóng)藝性狀整齊一致的株系，并且該株系在以后世代不再分離[3?9]。吳先軍等[7]把這種水稻雜交后代在F3及其以前世代出現(xiàn)農(nóng)藝性狀整齊一致，以后世代性狀不再分離的現(xiàn)象稱為水稻的早世代穩(wěn)定。早期研究認為是無融合生殖引起的遺傳現(xiàn)象[5，6]。

4、時光春等在研究8415的生殖特性后否定了8415無融合生殖的可能性。四川農(nóng)業(yè)大學水稻研究所利用同源多倍體SAR3、SAR4與常規(guī)品種雜交，在F2、F3獲得了早世代穩(wěn)定株系，利用二倍體的早世代穩(wěn)定株系與常規(guī)品種雜交在F2群體中又獲得了早世代穩(wěn)定株系，由此認為水稻早世代穩(wěn)定是可以遺傳的近10年來，人們對水稻早世代穩(wěn)定的研究都集中在利用分子標記對穩(wěn)定株系真假雜種的鑒定、對穩(wěn)定株系純合基因型的確定，并希望定位或克隆控制水稻早世代穩(wěn)定的基因，但未

5、見有關(guān)早世代穩(wěn)定基因的報道。由于SAR系列材料與常規(guī)品種雜交F!群體存在單株之間的倍性分離，不適宜建立遺傳分析群體，因此對水稻早世代穩(wěn)定的遺傳分析也未見報道。本實驗利用二倍體早世代穩(wěn)定（簡稱早穩(wěn)）秈稻和粳稻9個品種（品系）、常規(guī)秈稻和粳稻7個品種為親本，設(shè)計了多種類型的雜交組合，對水稻早世代穩(wěn)定特性的遺傳進行系統(tǒng)研究，了解早世代穩(wěn)定遺傳的基本規(guī)律，以確定早世代穩(wěn)定性狀的遺傳特性。1材料與方法1.1材料供試雜交組合的類型及來源如表1所示。

6、1.2方法1.2.1雜交配組2002年7?9月于四川農(nóng)業(yè)大學溫江基地雜交套袋，分組合收種。雜交組合類型分為：早穩(wěn)X早穩(wěn)、早穩(wěn)X常規(guī)品種、常規(guī)品種X常規(guī)品種的正反交共130個組合。1.2.2田間種植與性狀調(diào)查1.2.2.1雜交Fjt表2早穩(wěn)X早穩(wěn)F2群體中的穩(wěn)定株系Table2.StablelinesinF2populationsderivedfromearlygenerationstabilityriceearlygenerations

7、tabilityrice.組合Cross組合類型Type總株系TotallinesinF2population穩(wěn)定株系Stablelines穩(wěn)定株系：非穩(wěn)定株系Stableline(s)5Segregatingline(s)950X8415早穩(wěn)秈X早穩(wěn)粳EIXEJ800：8950X8423早穩(wěn)秈X早穩(wěn)粳EIXEJ400?‘1950X429早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI8008950X992早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI600：6950X8423早穩(wěn)

8、秈X早穩(wěn)粳EIXEJ400：4992X950早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI8117992X429早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI800：88415X950早穩(wěn)粳X早穩(wěn)秈EJXEI800：88415X992早穩(wěn)粳X早穩(wěn)秈EJXEI833J58415X8423早稻粳X早穩(wěn)粳EJXEJ99908423X8415早穩(wěn)粳X早穩(wěn)粳EJXEJ43318423X429早稻粳X早穩(wěn)秈EJXEI833?58423X950早穩(wěn)粳X早穩(wěn)秈EJXEI811:78423X992

9、早稻粳X早穩(wěn)秈EJXEI700：7412X421早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI800?8412X407早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI800：8421X429早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI7007421X412早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI777??0421X407早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI7007407X412早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈EIXEI7770407X421早稻秈X早穩(wěn)秈EIXEI8880合計Total1504242：108ElEarlygenerationsta

10、bilityrice(indica)EJ，Earlystabilityrice(japonica).體中出現(xiàn)穩(wěn)定株系的數(shù)量占F2群體中株系總數(shù)的百分比計算。在早穩(wěn)X常規(guī)品種組合中，以早穩(wěn)X常規(guī)品種雜交組合計算為正交頻率，常規(guī)品種X早穩(wěn)雜交組合計算為反交頻率，穩(wěn)定株系出現(xiàn)頻率以穩(wěn)定株系數(shù)量占該類型F2群體總株系數(shù)量的百分比計算。2結(jié)果與分析2.1早世代穩(wěn)定性狀的遺傳2.1.1早穩(wěn)X早穩(wěn)組合F2群體的遺傳表現(xiàn)對早穩(wěn)X早穩(wěn)組合的遺傳分析，我們

11、進行了早穩(wěn)秈X早穩(wěn)秈（正反交）、早穩(wěn)秈X早穩(wěn)粳（正交）、早穩(wěn)粳X早穩(wěn)秈（反交）、早穩(wěn)粳X早穩(wěn)粳（正反交）等組合類型，各種不同類型的雜交組合獲得穩(wěn)定株系及穩(wěn)定株系出現(xiàn)的頻率見表2。早穩(wěn)X早穩(wěn)雜交組合類型共21個組合中，僅有9個雜交組合的F2群體中出現(xiàn)了穩(wěn)定株系，12個組合中不出現(xiàn)早世代穩(wěn)定株系（表2)而且穩(wěn)定株系出現(xiàn)的組合中穩(wěn)定株系與分離株系的比例有極大的差異。如果早世代穩(wěn)定性狀是顯性基因或者隱性基因，所有來源于SAR3血緣的早世代穩(wěn)定親

12、本之間雜交組合的F2群體都應(yīng)該出現(xiàn)穩(wěn)定株系，實際結(jié)果是992X950、407X412、421X412、407X421組合中出現(xiàn)了比例不一致的穩(wěn)定株系，950X992、421X407、412X421中沒有穩(wěn)定株系出現(xiàn)。雜交組合的F2群體中出現(xiàn)穩(wěn)定或分離的基本遺傳單位是株系.與經(jīng)典遺傳學研究中F2群體出現(xiàn)分離比是以單株為基本遺傳單位不同。因此，水稻中存在的早世代穩(wěn)定現(xiàn)象可能并不是由經(jīng)典遺傳學控制的。2.1.2早穩(wěn)X常規(guī)品種的遺傳表現(xiàn)在早穩(wěn)X

13、常規(guī)品種的雜交中，我們以早穩(wěn)X常規(guī)品種為正交、以常規(guī)品種X早穩(wěn)為反交.分別設(shè)計了早穩(wěn)秈X常規(guī)秈稻、早穩(wěn)秈X常規(guī)粳稻、早穩(wěn)粳X常規(guī)秈稻和早穩(wěn)粳X常規(guī)粳稻的正反交組合共90個，其中有19個_交組合的F2群體中出現(xiàn)了穩(wěn)定株系。表3顯示了早穩(wěn)X常規(guī)品種90個雜交組合中出現(xiàn)穩(wěn)定株系的組合及穩(wěn)定株系與分離株系的比例.與早穩(wěn)X早穩(wěn)組合中出現(xiàn)穩(wěn)定株系的結(jié)果較為相似。在早穩(wěn)X常規(guī)品種組合類型F2群體的756個株系中，出現(xiàn)穩(wěn)定株系36個，其中正交組合343