水稻籼粳亚种间杂种不育性的克服

发布时间：2018-04-03 12:09

  本文选题：水稻　切入点：杂种不育　出处：《华南农业大学》2016年博士论文

【摘要】：籼粳亚种间杂种优势的利用已逐步发展成为水稻(Oryza sativa L.)超高产育种的一条重要途径。籼稻(indica)和粳稻(japonica)是亚洲栽培稻的两个亚种,其杂种F1表现出强大的杂种优势,但是,普遍存在的杂种不育现象严重阻碍了籼粳亚种间杂种优势的利用。本研究分析籼粳亚种间杂种不育基因座Sa和S5的等位基因变异,利用功能标记筛选出不同基因型的品种,为杂交育种提供更多的种质来源。并通过聚合育种培育出华粳籼74广亲和系和不同粳稻背景的粳型亲籼系,克服了籼粳亚种间的杂种不育性。本研究主要研究结果如下:1、利用杂种不育基因座S5的功能标记对来源各国及全国各地的144个品种的基因型进行分析,发掘出74个基因型为S5-i/S5-i的品种,62个基因型为S5-j/S5-j的品种,以及8个基因型为S5-n/S5-n的品种,为杂交育种提供了更多的种质来源。从华粳籼74单片段代换系文库中筛选出9个携带S5位点的单片段代换系,存在3种等位基因类型,其中携带S5-n等位基因的单片段代换系与携带S5-i等位基因的单片段代换系以及携带S5-j等位基因的单片段代换系杂交都能产生正常育性的后代,但携带S5-i等位基因的单片段代换系与携带S5-j等位基因的单片段代换系杂交的杂种F1由于携带S-j的配子败育而表现为半不育。2、利用杂种不育基因座Sa的功能标记分析供体亲本以及单片段代换系的基因型,发掘出14个携带SaM+SaF+(Sa-i)等位基因的品种,包括12个籼稻品种和2个粳稻品种,6个携带SaM-SaF-(Sa-j)等位基因的粳稻品种,6个单片段代换系全部携带Sa-i等位基因,没有携带Sa-n等位基因的材料。此外这些材料在Sa位点存在3种单倍型,其中H1为S-j等位基因,而H2和H3可能分别是具有不同分化度的S-i等位基因。3、F1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde具有粳稻遗传背景及粳稻表型特征,是个粳型品系,并且与籼稻测交能产生具有正常花粉育性的杂种F1,但其小穗育性表现为半不育。随后将F1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde分别与供体亲本中基因型为S5-n或S5-i的粳稻材料组配杂交,最终获得了8个粳型亲籼系。其中ICJL-T-W6、ICJL-T-W19、ICJL-T-W21、ICJL-T-W22、ICJL-T-W23、ICJL-T-W24和ICJL-T-W27这7个粳型亲籼系在花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se携带S-i等位基因,在胚囊不育基因座S5携带S-n等位基因。粳型亲籼系ICJL-T-W7,在花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se以及胚囊不育基因座S5都携带S-i等位基因。这8个粳型亲籼系具有粳稻的遗传背景,表现出对粳稻测验种不亲和,但对籼稻测验种具有亲和性,与籼稻测验种杂交产生的后代无论是花粉育性还是小穗育性都是正常的,有效地克服了籼粳亚种间杂种不育性。4、以华粳籼74单片段代换系文库作为平台,利用分子标记辅助选择技术,聚合携带Sc-n的单片段代换系(Sc-11,Sc-22和Sc-27)和携带S5-n的单片段代换系(S5-21,S5-23和S5-27),获得了9个华粳籼74广亲和系,该材料在5个杂种不育基因座S5、Sb、Sc、Sd和Se都携带S-n基因。与华粳籼74相比,华粳籼74广亲和系对籼稻和粳稻测验种具有更高的亲和性,与测验种杂交产生的后代无论是花粉育性还是小穗育性都是基本正常的,有效地克服了籼粳亚种间杂种不育性。本研究表明了籼粳亚种间杂种不育性主要受花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se以及胚囊不育基因座S5控制。从解决实际问题的角度出发,通过聚合育种,将这4个花粉不育基因座的S-i等位基因和胚囊不育基因座S5的S5-n或S5-i等位基因聚合到粳稻品种中,获得了8个不同粳稻背景的粳型亲籼系,它们对籼稻高度亲和,有效地克服了籼粳亚种间的杂种不育性;同时将2个不育基因座的S-n等位基因聚合到华粳籼74中,获得了9个在5个杂种不育基因座都携带S-n等位基因的华粳籼74广亲和系,它们对籼稻和粳稻都具有亲和性,同样有效地克服了籼粳亚种间的杂种不育,从而实现了籼粳亚种间强大的杂种优势的利用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511

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本文编号：1705139