收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

太湖流域粳稻杂种优势及品种资源遗传多样性研究

金伟栋  
【摘要】: 中国杂交粳稻经过30多年的研究,在杂种优势、品质、抗性等方面已经实现了关键技术的突破,杂交粳稻通过审定的组合达100多个。尽管如此,到目前为止,杂交粳稻的种植面积仍不到25万hm~2,仅占粳稻面积的3%。与杂交籼稻相比,杂交粳稻还有很大的发展空间,是近期内最有可能取得跨越式发展,成为对粮食总产贡献最大的粮食作物之一。太湖流域是我国经济最发达地区之一,也是著名的“鱼米之乡”,水稻单产居全国前列。自20世纪90年代开始大面积推广杂交粳稻以来,该地区已经成为杂交粳稻育种和生产应用最活跃的地区之一。为了进一步发展该地区的杂交粳稻,本论文从太湖流域粳稻杂种优势及其亲本配合力分析、粳稻地方品种的遗传多样性和不同生态型粳稻种子贮藏蛋白多态性3个不同角度的研究,以期为该地区杂交粳稻育种和生产提供理论依据。 1.利用太湖流域育成的7个BT型晚粳不育系和该地区常用的7个粳稻恢复系按NCⅡ遗传设计配制49个杂交组合,研究10个重要农艺性状的杂种优势及其亲本的配合力。结果表明: (1)10个性状的优势有正有负,其中每穗总粒数的优势最为明显,竞争优势(纯系、杂粳)和高亲优势平均值分别为52.0%、22.6%和8.6%;单株产量性状的高亲优势最大,平均值为9.5%,变幅为-38.0%~43.9%,但与纯系和杂粳推广品种相比,竞争优势平均值仅为-7.0%和-10.0。单株有效穗的高亲优势和竞争优势最低。 (2)在产量性状上配合力较优的不育系有852-77A、后36A和9522A,恢复系有3402、161-10、C166、C418,优良组合有9522A/161-10、9522A/C166、852-77A/3402。 (3)单株有效穗、每穗实粒数、单株产量性状杂种优势主要是非加性效应作用,而播抽历期、株高、穗长、粒长、粒宽、每穗总粒数、千粒重等7个性状主要是由加性效应引起的;在加性效应为主的7个性状中千粒重性状不育系的一般配合力方差要大于恢复系,而其它6个性状恢复系的一般配合力方差要大于不育系。 表明该地区杂交粳稻产量的高亲优势明显,但产量优势主要依靠亲本的特殊配合力。而其它农艺性状的优势主要来自于恢复系的一般配合力。因此,整体提高太湖流域杂交粳稻亲本一般配合力水平、特别是改良恢复系是该地区杂交粳稻选育下一步的重点。 2.利用表型性状和SSR标记对太湖流域粳稻地方品种资源的遗传多样性进行研究,结果如下: (1)利用19个表型性状对823个太湖流域粳稻地方品种资源的遗传多样性进行了研究。结果表明,颖壳色、稃尖色、芒和粒型等4个形态性状分别有17、12、5和4种变异类型,其中颖壳色和稃尖色的变异较大。其它15个数量性状的变异系数值为4.6%~33.7%,其中单株产量、每穗实粒数和每穗总粒数变异较大,粒长和千粒重变异较小。性状的多样性指数值变化范围为0.757~1.930,平均为1.559。多样性指数值位于前列的是每穗实粒数、着粒密度和每穗总粒数,粒型的多样性指数值最小。主成分分析表明,株高、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、单株产量和穗颈长等8个性状是解释太湖流域粳稻地方品种多样性的重要性状。相关性分析显示,一个性状能够解释另一性状49%以上变异的成对性状为单株有效穗和单株产量、每穗总粒数和每穗实粒数、每穗总粒数和着粒密度,每穗实粒数和着粒密度。将总体资源按生育期分为:中粳亚群、早熟晚粳亚群和中、晚熟晚粳3个亚群,以性状的极差符合率、变异系数、表型方差和多样性指数为参数比较3个亚群的多样性,中、晚熟晚粳亚群的颖壳色与稃尖色表型最丰富,并且8个数量性状的表型方差、9个性状的变异系数、18个性状平均的H′值与中粳亚群和早熟晚粳亚群相比均最大,表明中、晚熟晚粳亚群的遗传多样性大于其它两个亚群。反之说明群体存在一定的遗传冗余,宜缩小群体规模,便于进一步研究。 (2)以表型性状为依据,利用均值差异率(MD%)、极差符合率(CR%)、方差差异率(VD%)、变异系数变化率(VR%)、表型保留率(PR%)和多样性指数率(H′%)6个评价参数,通过对2种遗传距离(欧氏遗传距离、马氏遗传距离)、6种聚类法(最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法、离差平方和)、3种核心种质抽样法(多次聚类随机法、多次聚类优先法和多次聚类偏离度法)和不同抽样比例(10~50%)的组合策略的比较研究,明确采用欧氏距离、类平均法聚类、优先取样法和10~20%为构建太湖流域粳稻地方品种资源核心种质的最佳策略,并以此策略构建的Core_(215)-15群体为基础,形态性状遗失基因型为补充,构建了以129份资源材料组成的太湖流域粳稻地方品种核心种质,数量占总资源的15.7%。与初始群体相比,核心种质数量性状的均值差异率为0、极差符合率和方差差异率均为100%、变异系数变化率为123.4%、形态性状表型保留率为100%、多样性指数率为106.91%。表明构建的核心种质在保持初始群体性状平均数和方差不变的前提下,既保留了极端材料,同时又增加了表型性状的异质性和分布均度。 (3)利用60对SSR引物对129个太湖流域粳稻地方品种资源核心种质进行了DNA分子水平的多态性分析,进一步研究太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性。结果53个SSR位点共得到216个等位变异,多态性位点检出率为88.3%,每个多态性位点等位变异数的变化范围为2~7个,平均4.08个,PIC值的变幅为0.031(RM125)~0.773(RM349),平均0.413。71.7%的SSR位点具有3个以上等位变异,47.7%的等位变异的分布频率小于0.1,表明太湖流域粳稻地方品种核心种质不仅具有丰富的遗传变异,同时保留了大量的稀有等位变异。比较染色体间等位变异和位点PIC值的平均数,太湖流域粳稻地方品种在第5和第11染色体上的变异较其它染色体丰富。以群体多态性位点数、等位变异总数、平均PIC值、Nei基因多样性指数、品种间遗传距离和相似系数为比较参数,太湖流域粳稻地方品种核心种质的遗传多样性明显高于江浙现代育成品种。基于品种相似系数的UPGMA聚类分析比较好的反映了类型间以及类型内各品种的遗传相似程度和亲缘关系。在相似系数0.63处,可以明确将地方品种和江浙现代育成品种区分,表明太湖流域粳稻地方品种和江浙育成品种存在较大的遗传差异。研究还表明,太湖流域粳稻地方品种中的同名品种基因型并不相同,存在明显的遗传差异。 3.利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳方法研究115个不同生态型粳稻品种间种子贮藏蛋白多态性。结果如下: (1)根据65×10~3 Da带的有无,70×10~3 Da、60×10~3 Da、57×10~3 Da、37×10~3 Da~39×10~3 Da(谷蛋白α亚基)、22×10~3 Da~23×10~3 Da(谷蛋白β亚基)、13×10~3 Da(醇溶蛋白)、10×10~3 Da(清蛋白)带染色的深浅,35×10~3 Da(a-4)带迁移的速率,及57×10~3 Da位置带的数量4种蛋白谱带变异,共鉴别出19种品种蛋白图谱类型。 (2)直链淀粉含量和蛋白质含量测定结果表明,60×10~3 Da带的深浅变化代表品种直链淀粉的高低,37×10~3 Da~39×10~3 Da、22×10~3 Da~23×10~3 Da、13×10~3 Da带的同步的深浅表示品种蛋白含量的高低。此结果可以用于杂交粳稻低直链淀粉和高蛋白含量亲本的早代选择。 (3)品种间蛋白谱带相似系数范围在0.75~1.00之间,采用类平均法进行聚类分析,在相似系数0.894处,明显地可以将供试品种分为3组:第1组高直链淀粉含量品种8个;第2组高贮藏蛋白含量的品种15个;其它92个品种为第3组,占供试材料的80%。除了高直链淀粉含量组与中熟中粳生态型有关联外,生态型与贮藏蛋白多态性间没有明确的关联。表明不同生态型粳稻品种间蛋白水平差异较小,利用种子贮藏蛋白作为鉴定杂交粳稻纯度的标记难度较大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谢浦生;粳稻品种间杂种一代优势分析[J];贵州农业科学;1982年01期
2 王德;;籼粳杂交[J];宁夏农林科技;1986年02期
3 余传元,甘淑贞;晚粳高产品种产量性状的构成及育种策略[J];江西农业科技;1992年06期
4 高春先;贝亚维;顾秀慧;;抗性品种与天敌对褐稻虱种群的协同调节作用[J];植物保护学报;1992年04期
5 肖卿,周家武,廖新华,王建军,张建华,杨晓洪,徐转;从合系品种(系)的特性看云南粳稻的发展趋势[J];云南大学学报(自然科学版);1998年S4期
6 周根友;沈锦根;刘建;张小忠;夏华;;我国粳稻杂种优势利用的现状与发展策略[J];金陵科技学院学报;2005年04期
7 赵一洲;吴芷君;雷云翘;李洪昌;;辽宁粳稻品种品质性状的相关及聚类分析[J];垦殖与稻作;2006年06期
8 但芳;张秋妹;杨晓明;苏振喜;杨静波;胡燕祥;;海拔高度对粳米品质的影响[J];安徽农业科学;2007年06期
9 程保山;万志兵;洪德林;;35个粳稻品种SSR指纹图谱的构建及遗传相似性分析[J];南京农业大学学报;2007年03期
10 郑海英;刘亮;上官从辉;刘锦大;吴文珊;;运用模糊数学方法对粳稻品质进行综合评判[J];福建热作科技;2008年04期
11 孙建昌;马静;杨生龙;强爱玲;陈耀锋;;宁夏水稻成熟胚离体再生体系的建立[J];西北农业学报;2009年01期
12 姚姝;陈涛;张亚东;朱镇;赵庆勇;周丽慧;赵凌;王才林;;江苏省部分粳稻品种对条纹叶枯病的抗性鉴定及分子检测[J];江苏农业学报;2009年06期
13 于晓刚;张文忠;韩亚东;黄丽丽;徐海;赵明辉;高东昌;徐正进;陈温福;;粳稻颖果维管束结构粒位间差异及其与品质性状的关系[J];作物学报;2010年07期
14 潘国庆;周凤明;陈新红;周青;张国良;吕宏飞;张安存;;粳稻粒型与粒重相关分析的研究[J];安徽农业科学;2010年21期
15 ;铁粳1号[J];农业科技通讯;1983年11期
16 邹江石,江祺祥;武育粳3号的培育构思及生产表现[J];江苏农业科学;1994年06期
17 何琳;靳学慧;张亚玲;王羡国;;用SSR标记对部分粳稻品种抗瘟基因Pi-1的检测[J];黑龙江八一农垦大学学报;2006年02期
18 石守设;祁玉良;李彩丽;余明慧;申观望;严德远;;豫南稻区籼改粳刍议[J];中国种业;2007年06期
19 成福真;戴红燕;蔡光泽;张荣萍;白朝冰;;晾晒方法对粳稻稻米物理品质的影响[J];西昌学院学报(自然科学版);2007年03期
20 王才林;朱镇;张亚东;赵凌;;江苏省粳稻品质改良的成就、问题与对策[J];江苏农业学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王才林;张亚东;朱镇;陈涛;赵庆勇;周丽慧;姚姝;赵凌;李余生;;抗病优质高产粳稻新品种选育研究[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年
2 王才林;张亚东;朱镇;陈涛;赵庆勇;周丽慧;姚姝;赵凌;李余生;;抗病优质高产粳稻新品种选育研究[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
3 卢百关;程兆榜;秦德荣;樊继伟;刘燕;潘学彪;徐大勇;;江苏水稻主栽和候选品种抗黑条矮缩病鉴定[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
4 周振玲;王宝祥;樊继伟;卢百关;赵志刚;江玲;秦德荣;万建民;徐大勇;;江淮稻区不同生态型粳稻品种的籼粳分化度和遗传多样性研究[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
5 杨存义;陈芳远;袁清华;王应祥;章海;;粳稻品种“秋光”太空诱变后代株系的微卫星标记分析[A];第八届全国激光生物学学术会议暨《激光生物学》创刊十周年庆祝会会议指南及论文摘要[C];2002年
6 刘古春;周勇;张宏根;汤述翥;梁国华;;近20年江苏省迟熟中粳稻品种的生产潜力评价和关键基因分析[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
7 姚姝;陈涛;张亚东;朱镇;赵庆勇;周丽慧;赵凌;王才林;;江苏部分粳稻品种对条纹叶枯病的抗性鉴定及分子检测[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
8 丁明亮;苏振喜;邹茜;朱振华;袁平荣;陈于敏;刘慰华;陆树刚;戴陆园;;高原粳稻抗倒性与农艺性状及亲本抗倒性的相互关系[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
9 许旭明;梁康迳;张受刚;尚伟;张茵英;韦新宇;柯蓓;;用ILP分子标记测定水稻品种的籼粳分化度[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
10 汤述翥;顾铭洪;;同核异质粳稻不育系应用特性的比较研究[A];2007中国科协年会专题论坛“红莲型杂交水稻学术专题研讨会”论文汇编[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高虹;亚种间杂交对东北粳稻的育种贡献[D];沈阳农业大学;2013年
2 郭媛;粳稻穗部性状遗传分析和QTL定位及关联作图[D];南京农业大学;2009年
3 江建华;粳稻产量相关性状及其杂种优势的分子遗传基础研究[D];南京农业大学;2011年
4 刘丹;东北粳稻遗传多样性及穗部性状基因定位研究[D];沈阳农业大学;2014年
5 侯立刚;磷对东北粳稻耐冷性及产量和品质的影响[D];沈阳农业大学;2012年
6 于林惠;机插粳稻群体特征及定量栽培技术研究[D];南京农业大学;2011年
7 毕俊国;粳稻植酸磷和矿质元素积累的氮磷肥调控效应研究[D];南京农业大学;2012年
8 赵飞;粳稻稻米品质及其与产量关系的遗传分析[D];沈阳农业大学;2014年
9 姜楠;遮光对北方粳稻产量和品质的形成及其生理机制的研究[D];沈阳农业大学;2013年
10 陈书强;粳稻直立穗型基因多效性及不同穗型品种品质粒位间差异的研究[D];沈阳农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐长营;粳稻优异种质耐碱性鉴定及遗传多样性分析[D];延边大学;2010年
2 孙阳;高产优质粳稻品种引种湖北的农艺性状评估[D];华中农业大学;2014年
3 郑毅;不同粳稻品种的生态适应性及其栽培技术研究[D];华中农业大学;2014年
4 孙建军;河南省粳稻品种生态适应性研究[D];河南农业大学;2010年
5 沈轶舒;浙江省嘉善县单季粳稻直播合理施肥量研究[D];中国农业科学院;2013年
6 黄晓珊;粳稻产量和品质性状分析及种质资源评价和利用的研究[D];天津农学院;2010年
7 于江辉;东北粳稻耐高温材料筛选及其高温适应性研究[D];湖南农业大学;2012年
8 赵成国;苏南粳稻超高产田群体构成和微气象特征研究[D];南京农业大学;2010年
9 杨军;三种不育胞质粳稻细胞核不育系的特性研究及小粒突变基因的鉴定[D];中国农业科学院;2010年
10 田昊;不同库容量类型常规粳稻品种的基本特点[D];扬州大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙忻;粳稻托底价大幅提高稳住预期保护生产[N];粮油市场报;2011年
2 记者 周月光 程范淦;海南试种4个粳稻新品种成功[N];海南日报;2011年
3 通讯员 范敬群 本报记者 刘志伟;籼稻改粳稻示范丰收在望[N];科技日报;2011年
4 ;“鄂晚17”填补湖北国标一级香型粳稻品种空白[N];湖北科技报;2006年
5 于丹;泗洪:麦茬直播稻不宜用迟熟中粳稻品种[N];江苏农业科技报;2009年
6 方圆;如皋直播种稻宜选迟熟中粳稻品种[N];江苏农业科技报;2007年
7 云稻;云南农业大学杂粳稻繁殖制种技术获得重大突破[N];农民日报;2011年
8 记者  张尚武 实习生 刘勇;洞庭湖区再现粳稻生产[N];湖南日报;2006年
9 方圆;姜堰:直播稻宜选迟熟中粳稻品种[N];江苏农业科技报;2007年
10 水清;水稻:优化布局,合理用种[N];江苏农业科技报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978