四倍体水稻回复二倍体品系的籼粳属性鉴定和杂种优势利用初探

Indica-japonica attribute identification and heterosis utilization of diploid rice lines reverted from tetraploid rice

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摘要本研究以8个四倍体水稻回复二倍体品系为材料,采用InDel分子标记法鉴定其籼粳属性;同时以回复二倍体品系为父本,分别与籼稻光温敏雄性不育系培矮64S、粳稻光温敏雄性不育系农垦58S配制杂交组合,进行亲本及杂种的遗传距离及聚类分析,考察杂种及其父本的产量相关性状,分析杂种的超父本优势、超标优势;另外,对亲本遗传距离与杂种优势的相关性进行分析,探讨利用亲本遗传距离预测杂种优势的可行性.结果表明:(1)回复二倍体品系的籼型基因频率分布在0.605～0.947之间,所有品系都兼有籼稻和粳稻遗传成分,但籼粳成分比例各不相同.(2)回复二倍体品系和培矮64S之间的遗传距离在0.21～0.42之间,回复二倍体品系和农垦58S之间的遗传距离在0.68～0.95之间;籼粳属性相同或相近的材料聚为一类,清晰显示了材料间的亲缘关系.(3)回复二倍体品系的杂种优势利用需要广亲和基因的参与,以具有广亲和基因的培矮64S为母本配制的杂交组合在单株有效穗数、每穗总粒数和每穗实粒数方面超父本优势和超标优势明显;在综合后的单株产量上8个杂交组合都表现出超父本优势和超标优势,尤其是杂交组合HYP2单株产量超标优势突出,高达45.92％.(4)亲本遗传距离与杂种F1的每穗总粒数和单株产量呈显著正相关,说明InDel遗传距离可以用于杂种优势预测.研究证实了籼粳亚种间四倍体水稻的回复二倍体品系兼有籼稻和粳稻遗传成分,遗传多样性丰富,利用这些回复二倍体品系能够配制出超强杂种优势组合,为通过以籼粳中间型品系与广亲和光温敏雄性不育系配组实现籼粳亚种间杂种优势利用提供了理论依据和参考;同时初步证实了"以多倍体为变异载体选育回复二倍体水稻"育种途径的可行性,为水稻育种提供了新的思路和途径.