籼粳稻杂交后代穗部性状遗传基础与群体生理特性

发布时间：2017-12-23 03:00

本文关键词：籼粳稻杂交后代穗部性状遗传基础与群体生理特性　出处：《沈阳农业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：水稻的高产对于保障粮食安全和维持社会稳定起着至关重要的作用,利用籼粳亚种杂交或远缘杂交创造新株型,利用复交聚合有利基因并进行优化性状组配,选育理想株型与有利优势相结合的超高产品种是超高产育种的主要途径。本文以直立穗粳型品种沈农265(SN265)和弯曲穗籼型品种泸恢99(R99)为亲本构建的重组自交系为试材,研究内容包括籼粳稻杂交后代维管束性状,籼粳遗传背景下直立穗基因DEP1对维管束性状和穗部性状的影响；以直立穗型品种辽粳5(LG5)和弯曲穗型品种晚轮422(WL422)为亲本构建的重组自交系为试材,分别种植于中国沈阳和日本京都两个生态区,比较了两种生态环境条件下株型特性、产量构成、群体结构和光分布、籽粒灌浆特性的差异。研究结果如下：1.根据籼粳特异标记将SN265和R99构建的重组自交系划分为偏粳型、中间型和偏籼型三种类型,研究穗部不同部位维管束性状,三种类型的大维管束数目和一次枝梗效率的倒数(V/R ratio)表现为偏籼型中间型偏粳型,同时它们在各自类型中的变异幅度较大。增加大维管束的数目和较大的V/R值并不能增加一次枝梗数,二次枝梗数却得到提高。随着籼型频率的增加,稻穗各部位籽粒的结实率及千粒重间的差异变得显著。通过籼粳杂交根据维管束相关性状和籼型血缘加以选择能够优化大维管束数目和籼型位点频率的组合,同时提高一次枝梗数和大维管束数目可以作为水稻高产的重要参考指标。2.同样以SN265和R99构建的重组自交系为试材,研究DEP1基因型、籼粳属性对维管束性状影响及其相互关系,DEP1/dep1对维管束相关性状和产量构成因素的影响要强于籼粳属性对其的作用。随着籼型位点频率的增加,直立穗型的单株产量和收获指数显著提高。在籼型株系中,直立穗型大部分的维管束相关性状和产量相关性状参数高于弯曲穗型。本研究表明,depl在籼型遗传背景下表现的更好。携有depl的等位基因同时具有高V/R值和适中籼型位点频率的材料将是育种者在籼粳稻杂交时追求的目标。本文所得结果将会对在籼型遗传背景下从粳稻中得到的高产相关基因而加以利用提供新的见解。3.以LG5号与WL422构建的重组自交系为试材,2014—2015年田间试验的结果,产量2015年显著高于2014年,沈阳显著高于京都。总的趋势是直立穗型产量与弯曲穗型无显著差异,直立穗型每穗粒数和收获指数显著高于弯曲穗型,千粒重显著低于弯曲穗型。直立穗型穗数有高于弯曲穗型的趋势,但是差异没有达到显著水平,结实率和千粒重穗型间差异没有达到显著水平。直立穗型与弯曲穗型的籽粒长宽比,一、二次枝梗结实率和一、二次枝梗籽粒长宽比均无显著差异和明显规律。相对京都而言,直立穗型在沈阳既能保持较高的生物产量又能拥有更高的经济系数,既能保持较高的穗数和结实率又能拥有更高的每穗粒数,因此推测直立穗穗型更适合较高纬度的生态条件,提高千粒重是进一步发挥直立穗型产量潜力的重要方向。4.弯曲穗型的剑叶较长较窄,倒一节和各节间叶鞘较长,冠层高较高,直立穗型各叶位叶角较大,整个生长过程中直立穗型的消光系数始终较小,移栽至移栽后50天的生育前期直立穗型LAI较大,之后的生长阶段弯曲穗型叶面积指数较大；齐穗期直立穗型的上部各层次叶面积指数较大,消光系数较小,中下部各层LAI弯曲穗型较大,中部两穗型K值基本一致,下部直立穗型消光系数较大；齐穗后15天,各层次的LAI均是弯曲穗型较大,直立穗型的消光系数较大。直立穗型的穗干重分布更加靠上基本在0-30cm,弯曲穗型的主要分布在20-40cm。齐穗期直立穗型的群体生长率和净同化率均小于弯曲穗型,随着穗型间颈穗弯曲度等株型性状差异明显,齐穗后15天直立穗型群体生长率和净同化率显著提高。5.无论一次枝梗还是二次枝梗直立穗型各部位的籽粒终极生长量均大于弯曲穗型,两种穗型一次枝梗中上部籽粒增重曲线趋于平缓的时间较早,下部较晚；两种穗型二次枝梗籽粒增重曲线趋于平缓所需时间更长,尤其是直立穗型中下部籽粒甚至灌浆持续至成熟。一次枝梗籽粒达到最大灌浆速率所需时间弯曲穗型上部直立穗型上部弯曲穗型中部直立穗型中部直立穗型下部弯曲穗型下部,最大灌浆速率直立穗型上部弯曲穗型上、中、下部直立穗型中部直立穗型下部；二次枝梗籽粒达到最大灌浆速率所需时间与一次枝梗趋势类似,最大灌浆速率弯曲穗型上部直立穗型上部弯曲穗型中部弯曲穗型下部直立穗型中部直立穗型下部。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511

【参考文献】