南方主要杂交水稻亲本籼粳成分的分析研究

【摘要】杂种优势源于杂合基因之间的相互作用,其遗传基础在于双亲之间的基因差异。籼粳亚种间杂交F1具有很强的生物学优势,但因花粉可育性低、结实率不高等导致经济产量不高。虽然广亲和基因对改善籼粳亚种间交F1的花粉育性和提高结实率有显著作用,但到目前为止,还未育成真正典型的籼粳亚种间杂交高产组合大面积应用于生产。应用最成功的是采用籼粳杂交,培育具有一定粳稻血缘的籼稻亲本,以增大杂交稻双亲的遗传差异,增强杂种优势的潜力。培矮64S是其最突出的代表性不育系。近些年来,南方籼型杂交稻产量的逐步提高,与应用该育种技术密不可分。然而,对于南方主要杂交水稻籼型亲本在基因组水平上的遗传差异、粳稻成分多少以及哪些粳稻成分与杂交优势有关等都还缺乏深刻认识。全基因组水平上的DNA分子标记为探讨这一问题提供了有效手段。本研究利用SNP分子标记,以典型粳稻和典型籼稻作为对照筛选籼粳特异性标记,利用籼粳特异性标记对目前南方生产上大面积应用的籼型杂交稻亲本的粳稻成分进行定量分析,并以多态性SNP标记分析供试品种之间的遗传差异,以期为杂交水稻亲本的选择提供理论参考。主要研究结果如下：(1)本研究从5420个多态性SNP标记里筛选出2102个籼粳特异性SNP标记,并以该2102个籼粳特异性标记分析46个籼型亲本在全基因组上的籼粳成分及其在染色体上的分布,结果表明,42个籼型亲本在全基因组上都含有一定的粳稻血缘,且变化幅度在0.0087-0.2815之间,粳稻成分最高的是培矮64S,最低的是粤综占。46个籼型亲本的平均粳稻血缘含量由大到小的一般规律是中籼不育系>中籼父本>早籼不育系>早籼父本。早籼不育系的粳稻血缘分布比较集中,主要分布在第2号染色体上,而中籼不育系内大多数品种在多个染色体上都含有较高的粳稻血缘,且不同品种的粳稻血缘在染色体上的分布差异显著,其中差异最明显的是粳稻血缘含量较高的两个不育系培矮64S与H6244S。培矮64S在第7、12号染色体上的粳稻成分显著高于籼稻成分,H6244S在这两条染色体上的粳稻成分却很低,而在第9号染色体上,H6244S的粳稻成分显著高于籼稻成分,培矮64S在该染色体上的粳稻成分略低于籼稻成分。有关培矮64S、H6244S染色体上丰富的粳型SNP位点与杂交优势的关系有待进一步深入探讨。(2)利用5420个多态性SNP标记对南方主要杂交水稻亲本进行遗传差异分析,聚类结果表明,对于南方籼型亲本,不育系与父本间的遗传差异显著大于不育系内、父本内各品种间的遗传差异,且推广面积大的不育系与父本间的遗传差异都较大,分别聚类于不同的类群,说明不育系与父本间较大的遗传差异是杂种优势产生的基础。本研究结果还揭示中籼父母本间的遗传多样性明显大于早籼,这与早稻不育系与父本育种时选用的亲本基本来源于长江流域的常规早稻,而中籼不育系和父本育种时选用的亲本来源很广泛有密切关系。这些研究结果说明SNP分子标记技术是进行水稻遗传差异分析的有效方法,可以用于水稻亲缘关系及优势类群的划分。
【作者】陆静姣；
【导师】杨远柱；陈良碧；
【作者基本信息】湖南师范大学，植物学，2014，硕士
【关键词】杂交水稻；不育系；父本；SNP标记；遗传差异；籼粳成分；

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