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北方粳稻稻米品质性状的遗传效应研究

徐兆师  
【摘要】: 为研究北方粳稻品质性状的遗传效应,本试验选用6份品质性状差异较大的品种(系)做亲本,按完全双列杂交Griffing方法1交配设计(6×6),配组36份组合,采用包括胚、胚乳、细胞质和母体植株等四套遗传体系的禾本科作物种子数量性状遗传模型和相应的统计分析方法(朱军 Weir,1997),系统地分析了7个品质性状(糙米率、整精米率、长宽比、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质含量)的遗传方差、遗传力、选择响应、亲本的遗传效应值、杂交后代的平均优势表现和品质性状间的遗传相关性。结果表明: 以93-9和农大7号为母本的后代,基本上保持了母本的大部分优良品质性状。因此,在水稻品质改良育种中,应以品质优良的亲本做母本。这显示了受三倍体胚乳加性遗传控制的一般特点,也说明某些品质性状可能受母体或细胞质遗传体系控制。从亲本和F_2整体来看,在杂交后代中,多数品质的平均值位于双亲之间,但也有超亲现象,组合之间存在较大差异。 方差分量分析结果表明,稻米的7个品质性状均不同程度的受二倍体胚基因、三倍体胚乳核基因、母体植株核基因和细胞质基因等遗传体系的控制,其中对糙米率和蛋白质含量的影响力大小顺序为:胚乳遗传效应>胚遗传效应>母体遗传效应>细胞质遗传效应;对整精米率、长宽比、垩白度和直链淀粉含量的影响力大小顺序为:胚乳遗传效应>母体遗传效应>胚遗传效应>细胞质遗传效应;对胶稠度影响力大小顺序为:胚乳遗传效应>胚遗传效应>细胞质遗传效应>母体遗传效应。此外,还明显受加性互作效应、显性互作效应等遗传体系的影响,如胶稠度和蛋白质含量的胚-胚乳加性协方差(C_(Ao.Ae)),糙米率、长宽比、垩白度和直链淀粉含量的胚乳-母体加性协方差(C_(Ae.Am)),整精米率的胚-母体显性协方差(C_(Do.Dm))均达到负向显著或极显著水平,说明在选择育种或杂种优势育种中,利用某一遗传体系对某一品质性状的遗传效应,同时有可能减弱了另一遗传体系对该品质性状的遗传效应贡献。 稻米品质性状均具有极显著的胚乳狭义遗传力和选择响应,显著的细胞质遗传力和选择响应(蛋白质除外),而糙米率、长宽比、直链淀粉含量具有极显著的负向母体狭义遗传力和选择响应,说明对整精米率、胶稠度和蛋白质含量等性状的选择应在母 体单株选择法的基础上,主要采用单粒法;而对糙米率、长宽比的选择应采取单粒法 进行早代选择;对直链淀粉含量的选育则应注重母本的选配,采用单株选择法。 本试验采用调整无偏预测法(AhuS Unbiased Prediction,简称AUP法)预测亲本遗 传效应值,结果表明,在以不同的品质性状为重点的育种中,PI浓大吕号贞P4浓大 7号)可以考虑作为改良糙米率的亲本;P人 大7号)和P打通系103可以作为改良整 精米率的母本;P3四3习卜P4农大7号)和PSO20)可以作为改良长宽比的亲本; P人M58XP/93贝和巳农大7号)可以作为改良圣白度的亲本;P大农大7号)可以作 为改良直链淀粉含量的亲本,P/93习)可以作为改良直链淀粉含量和胶稠度的母本, 而 P4(农大 7号)可以作为改良胶稠度的父本,P5(T2贞 P6(通系 103)可以作为改良胶 稠度的亲本:PZ(M58厅 P6(通系 103)可以作为改良蛋白质含量的亲本;PS厂20)作为可 以改良蛋白质含量的母本。 稻米品质性状的杂种优势平均值不高,除圣白度的杂种优势平均值为1.1086外, 其余 6个品质性状的杂种优势平均值介于刀.1005(胶稠度卜0刀347(直链淀粉含量)之 间。这可能是因为FZ基因型出现分离,杂合度降低造成其杂种优势不如植株性状那 样明显。 遗传相关性分析表明,长宽比与糙米率、整精米率、塑白度的总遗传协方差成负 相关、与胶稠度成正相关,表明对长宽比进行正向选择,减小圣白度、提高胶稠度的 同时,也降低了糙米率和整精米率;要白度与糙米率、整精米率、胶稠度成负相关、 与直链淀粉含量、蛋白质成正相关,表明对塑白度进行负向选择,有利于糙米率、整 精米率、胶稠度、亘链淀粉含量等品质性状的改良,但却降低了营养品质。蛋白质含 量与糙米率、整精米率、长宽比成负相关、与圣白度、直链淀粉含量成正相关,表明 选择高营养品质的优良品种有一定难度。


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