水稻库源多效性基因SS1、SS2、Ghd7、Ghd8的聚合效应分析

发布时间：2020-06-22 13:03

【摘要】：聚合育种是开展高产优质育种最重要的策略之一。SS1、SS2、Ghd7和Ghd8是位于不同染色体上的控制水稻源库性状的多效性主基因,其对水稻产量和源库的影响相对独立且各有特点。本研究利用携带SS2位点(有利基因来自特青)的Lemont近等基因系LE-SS2,携带SS1位点(有利基因来自Lemont)的特青近等基因系TQ-SS1以及珍汕97背景下分别携带Ghd7和Ghd8(有利基因来自明恢63)的近等基因系ZS97-Ghd7和ZS97-Ghd8,配置携带不同库源基因的杂交F_2分离群体,通过MAS方法筛选聚合株系,分析不同基因聚合对库源的影响和效应,同时利用3K水稻种质资源开展上述多效性基因的有利单倍型鉴定试验。主要结果如下:1.通过MAS,鉴定到聚合有2个目的基因的纯合单株及亲本158株。F_3代纯合株系的主要农艺性状调查结果表明,聚合株系间表型变异较为丰富。方差分析表明,相比聚合亲本,SS1与Ghd7聚合后显著增加了一次、二次枝梗数和每穗总粒数,导致单株产量显著增加;SS1与Ghd8聚合后显著增加了二次枝梗数、剑叶长宽、株高、单株有效穗数和每穗总粒数,延长了抽穗期,导致单株产量的极显著增加;Ghd7与Ghd8聚合后显著增加了一次枝梗数、单株有效穗数、千粒重,但降低了株高,导致单株产量的极显著增加。以上3组双基因聚合均增加了单株产量。另3组双基因聚合体的产量均显著降低或与亲本之一持平。具体地,SS2与Ghd7聚合后显著增加穗长,减少了一次枝梗数、增加了株高和单株有效穗数,降低了每穗总粒数和结实率,最终导致单株产量与亲本SS2持平,但显著低于亲本Ghd7;SS2与Ghd8聚合后显著增加了一次枝梗数和剑叶长,但显著减少了二次枝梗数和每穗总粒数,提早抽穗期,最终导致单株产量显著低于双亲;SS1与SS2聚合后显著增加了一次枝梗数,降低了株高和千粒重,延长了抽穗期,最终导致单株产量显著低于双亲。结果表明,不同高产基因聚合所产生不同的聚合效应存在差异,在聚合育种中要合理针对性地利用不同有利基因的聚合,上述结果中SS1分别与Ghd7、Ghd8以及Ghd7与Ghd8聚合后效应显著,后期有望选育出优异品系。2.SS1、SS2、Ghd7和Ghd8的优异单倍型鉴定。综合考虑起源地、不同group的多样性,从3000份种质资源材料中挑选出630份(来自58个不同国家或地区)的携带目的基因的单倍型材料,每个单倍型不少于10个品种,其中360份材料含有SS1基因包含16种单倍亚型,425个品种含有SS2基因,分为13种单倍型,445份材料含有Ghd7基因,包含20种单倍型,481份材料含有Ghd8基因,分为29种不同单倍型。表型鉴定分析表明,在深圳环境下,SS1的优异单倍型为hap6和hap10;SS2优异单倍型为hap5,hap6,hap11,hap12;Ghd7表现优异的单倍型有hap6、hap15、hap18;Ghd8基因的优异单倍型为hap1与hap11。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：

直方图,下库,直方图,亲本

21图 3-3 SS1 与 Ghd8 聚合下库源性状表现直方图Fig 3-3 Sink-source traits characteristic histogram under SS1 and Ghd8 polymerization3.2.1.4 SS2 与 Ghd7 聚合后效应分析SS2 是定位在 4 号染色体上控制穗粒数的主效基因，Ghd7 是定位在 7 号染色体上控制抽穗期、株高、每穗颖花数等的多效基因。SS2 与 Ghd7 聚合后群体相对于亲本 SS1 与 Ghd7 表现出较为丰富的变异。聚合群体与 SS2 亲本相比（表 3-4、图 3-4），穗长降低了 0.95cm；一次枝梗减少了 0.6 个；二次枝梗减少了 0.5个，这三个库性状基本与 SS2 亲本持平；剑叶长较之 SS2 亲本增加了 2.36cm；剑叶宽增加了 0.13cm；株高显著增加，增加了 4.63cm；有效穗增加 0.1 个，基本与 SS2 亲本持平；单株产量增加了 0.96g；抽穗期极显著推迟，推迟了 5.1d；每穗颖花数显著减少，减少了 11.7 个；千粒重增加 0.56g，基本与 SS2 亲本持平；结实率有所减低，降低幅度为 3.6%，聚合群体相较于 Ghd7 亲本，穗长增加

直方图,下库,直方图,一次枝梗

24图 3-4 SS2 与 Ghd7 聚合下库源性状表现直方图Fig 3-4 Sink-source traits characteristic histogram under SS2 and Ghd7 polymerization3.2.1.5 SS2 与 Ghd8 聚合后效应分析SS2 是定位在 4 号染色体上控制穗粒数的主效基因，Ghd8 是定位在 8 号染色体上控制抽穗期、一次枝梗、二次枝梗等性状的多效基因。SS2 基因与 Ghd8 聚合后的群体各库源性状比较如表 3-5、图 3-5 所示。聚合后群体 SS2+Ghd8 对比SS2 亲本，穗长减少了 0.72cm；一次枝梗减少了 0.6 个；二次枝梗减少了 0.9个；剑叶长增加了 0.08cm，基本与亲本持平；但是剑叶宽极显著减少，减少了0.09cm；株高降低了 4.97cm；有效穗增加了 0.4 个；单株产量降低了 3.23g；抽穗期极显著提前 5.3d；每穗颖花数减少了 14.2 个；千粒重降低了 0.31g，与 SS2

【参考文献】