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杂交粳稻亲本产量性状优异配合力的标记基因型筛选

作　者: 梁奎
导　师: 洪德林
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 粳稻产量配合力 SSR 标记基因型
分类号: S511.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国杂交粳稻经过30多年的研究,已取得一定的成绩,但是相对于杂交籼稻的发展而言,却显严重滞后。杂交籼稻的种植面积已占中国水稻种植总面积的57%,而杂交粳稻仅占3%。杂交粳稻还有很大的发展空间。杂交粳稻发展缓慢的原因是多方面的：一是纯系粳稻品种的不断改良,产量接近、米质优于杂交粳稻组合,让杂交粳稻的推广面临严峻的挑战；二是杂交粳稻育种中缺乏产量和米质相关性状高配合力的恢复系,进而导致杂交粳稻组合的竞争优势不强,这是其根本原因。这与早期杂交粳稻的育种基础有关。以往大量关于恢复系的配合力分析虽有助于鉴别恢复系的配合力高低和提出杂种优势的配对模式,但难于有效直接指导恢复系的配合力改良。分子标记辅助选择已被广泛用于改良水稻目标性状,而利用分子标记辅助选择的前提是必须筛选到与性状基因紧密连锁的分子标记。配合力性状不同于普通的形态性状,必须通过杂合状态的F1群体才能测定。因此,筛选与配合力性状基因连锁的分子标记有其特殊性,必须与双列杂交相结合才能实现。在粳稻上尚无利用分子标记辅助改良恢复系产量性状配合力的研究报道。因此,本文开展了杂交粳稻亲本产量性状优异配合力的标记基因型的筛选研究,为改良粳稻恢复系配合力和选配优势组合奠定基础。本研究选用115对SSR引物,其中62对SSR引物是文献已报道的与产量及其构成米质性状QTL连锁的引物(此组引物简称为A组)；其余53对引物是从实验室的现有引物中随机选取的(此组引物简称为B组)。用此115对SSR引物扩增6个粳稻BT型不育系和12个恢复系的标记基因型,并利用这6个不育系和12个恢复系按NCⅡ遗传设计组配了72个F1组合,随机区组3次重复,调查了5个产量相关性状,分析18个亲本的单株日产量、单株有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重5个产量及其构成要素性状的配合力,结合亲本SSR分子标记数据和性状配合力数据筛选了产量的标记基因型。获得的主要结果如下。一、115对SSR引物对18个亲本进行扩增,共筛选出59个多态性SSR位点,多态性位点检出率为51.3%,共获得153个等位变异,每个多态SSR位点平均为2.59个,变异幅度为2～5个。从59个SSR位点的等位变异来看,其中有1个位点具有5个等位变异,有6个位点具有4个等位变异,有20个位点具有3个等位,有32个位点具有2个等位变异。二、综合5个产量相关性状,BT-863A、BT-武3A、BT-六千辛A是较优不育系,其中BT-863A最优；157TR-68、R254、C418.宁恢8号是较优恢复系,其中157TR-68最优。三、20个SSR标记基因型与亲本产量及其构成性状配合力显著相关。其中8个标记基因型与亲本单个性状配合力相关；6个标记基因型同时与亲本2个性状配合力相关；4个标记基因型同时与亲本3个性状配合力相关；2个标记基因型同时与亲本4个性状配合力相关。同时与多个性状配合力相关的标记基因型,对各性状的作用方向有正有负。RM152-165/170是单株日产量和单株有效穗数优异配合力效应最大的标记基因型,可使F1的相应性状值增加20.6%和12.7%(表3-5、表3-8)。优异配合力的标记基因型可直接用于粳稻恢复系配合力的分子标记辅助改良。

全文目录

摘要 6-8ABSTRACT 8-10缩略语 10-11第一章文献综述 11-25 1 杂交粳稻研究概况 11-13 2 水稻配合力研究 13-17 2.1 两类配合力及其相互关系 13-14 2.2 水稻性状配合力研究 14-15 2.3 水稻亲本性状配合力与亲本性状之间的关系 15-16 2.4 水稻杂种优势与亲本配合力的关系 16-17 3 杂种优势的预测方法 17-18 4 杂交粳稻育种存在的问题 18-20 4.1 杂种优势不突出 18-19 4.2 稻米品质有待提高 19 4.3 制种产量和纯度不高 19-20 4.4 杂种优势预测的研究没有突破,组合选配的盲目性仍很大 20 5 杂交粳稻育种发展的对策 20-22 5.1 扩大亲本间遗传差异,提高优势水平 20 5.2 采取"双亲双优"策略,改良稻米品质 20-21 5.3 改良亲本开花习性,提高制种产量和种子纯度 21 5.4 利用分子标记技术,提高亲本配合力改良效率和组合选配预见性 21-22 6 中国杂交粳稻发展展望 22-23 7 本研究的目的与意义 23-25第二章材料与方法 25-33 1 试验材料 25-27 2 田间种植和性状调查 27 3 DNA提取和PCR扩增及扩增产物电泳 27-30 3.1 DNA提取(SDS法) 27-28 3.2 PCR扩增 28-30 3.3 电泳和银染 30 3.4 读胶 30 4 数据分析 30-33 4.1 亲本配合力分析 30-31 4.2 亲本性状优异配合力的标记基因型筛选 31-33第三章结果与分析 33-43 1 72个杂种F_1产量及其构成性状和全生育期的平均表现 33-34 2 6个不育系和12个恢复系5个产量相关性状一般配合力分析 34-36 3 亲本5个产量相关性状优异配合力的标记基因型筛选 36-43 3.1 亲本单株日产量优异配合力的标记基因型 38 3.2 亲本每穗总粒数、每穗实粒数 38-39 3.3 亲本千粒重优异配合力的标记基因型 39-40 3.4 亲本单株有效穗数优异配合力的标记基因型 40 3.5 与亲本多个性状配合力相关的标记基因型 40-43第四章讨论与结论 43-45 1 讨论 43-44 2 结论 44-45参考文献 45-53附录 53-71 附录Ⅰ p×Q交配设计配合力分析 53-56 1. p×q交配设计配合力分析线性数学模型 53-54 2. 亲本利用价值的评定方法 54-56 附录Ⅱ CASCREEN1.0程序代码(基于MATLAB 6.5) 56-58 附录Ⅲ 本研究所用的SSR引物信息 58-61 附录Ⅳ 本研究基础数据表 61-69 1.7 2个杂交组合及对照的5个产量及播抽历期性状的平均表现 61-64 2.1 8个亲本的115对SSR分子数据 64-69 附录 V72个杂交组合的产量构成要素性状配合力效应表 69-71在读期间发表的论文 71-73致谢 73

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