水稻不同籼粳程度RIL系的亲和性与杂种优势研究

论文摘要

利用籼粳交培育的不同籼粳程度重组自交系（RILs），通过对其进行籼粳特性鉴定、亲和性测定和杂交配组，深入研究了籼粳交亲本籼粳程度差异与其亲和性、配合力和杂种优势的关系。主要结果如下：1、用形态指数法鉴定的籼粳特性与用秧苗对KClO3抗性鉴定的籼粳特性不完全一致，但在耐冷性分类上却完全相同，用KClO3抗性鉴定的籼粳特性与耐冷性的关系比用形态指数法鉴定的籼粳特性更加合理。幼苗酯酶同工酶鉴定共有七条谱带，其中四条谱带EST-2、4、5、6为所有品种所共有，而EST-1、EST-3和EST-7为材料或类型间差异带；幼苗的同工酶谱带比萌动种子的谱带丰富、清晰、强度大。2、籼、偏籼和偏粳型RIL系与籼型和偏籼型两系不育系杂交F1的籼粳特性绝大多数表现为籼型，少数为偏籼型；与典型籼、粳型品种杂交F1籼粳特性介于双亲之间为中亲值的27.7％～82.4％，其中以籼稻为母本的多数偏向母本呈籼型，而与粳稻杂交的较多表现为亲本平均值。典型籼粳品种杂交F1籼粳特性，籼粳交F1偏向籼型，正交（籼×粳）为双亲程氏指数值的20.4％～51.9％，反交（粳×籼）为双亲程氏指数值的26.1％～53.1％；籼籼交的为双亲程氏指数的48.2％～101.9％，而粳粳交表现为中亲值为双亲值的46.3％～53.3％。3、不同类型籼粳交F1的分类比例，以籼稻为母本的籼粳交F1，有66.7％为偏籼型，22.2％为籼型，11.1％为偏粳型，粳籼交类似但偏籼比例更大；籼和偏粳交表现为籼和偏籼型，其比例接近1：1；偏籼偏粳交籼粳类型比为3：1；而粳和偏籼交有66.7％为偏粳，33.3％为偏籼。父母本对F1程氏指数即籼粳分类的影响，总的趋势是籼型大于粳型，母本略大于父本，其原因是程氏指数值籼粳分类性状中，存在籼型性状呈显性的成分如谷粒酚反应。籼型显性性状较好地解释了以往不同研究者因材料不同出现不同研究结果的原因。4、不同籼粳程度RIL系与籼型测验种杂交，F1花粉育性在68.5％～98.5％之间、小穗育性正常，而与粳型测验种杂交的花粉育性多数都在50％以下、小穗育性很低，类型中以偏粳型RIL系的亲和性较好。籼粳杂种花粉育性的高低与亲本亲缘关系无关，其杂种表现出的正反交差异与亲本有关而与籼粳类型无关。籼粳杂种的小穗育性（结实率）低，且明显低于花粉育性，正反交无差异。5、籼粳杂交F1受短日照处理的影响亲和性发生改变，花粉育性有的提高有的降低，小穗育性处理后提高。有广亲和品种参与的杂种F1处理后的花粉育性变化很大，有的由正常可育表现为半不育，但小穗育性接近正常，处理和未处理的育性变化不大。对于广亲和性状，很难说广亲和基因是专化性状基因，过去发现的不同广亲和基因可能就是与配子形成和发育有关易受环境条件影响的其它性状基因。6、不同籼粳程度RIL系的一般配合力以偏籼或偏粳型的表现较好。在亲本选配时，对于母本不育系应选综合性状一般配合力表现好的亲本，这类亲本从籼粳交后代中选籼粳程度带粳性（偏粳型）的品系较易获得；对于父本主要考虑与穗粒数有关性状的一般配合力，如每穗实粒数、着粒密度和单穗重，在籼粳特性上应注意抽穗时壳色，选偏籼型的较好；抽穗天数和穗长则选一般配合力较低的亲本。7、不同籼粳程度RIL系与两系不育系配制的杂交组合，单株产量的超亲（父）优势平均为31.95％，具正向优势的组合数占总组合数的93.3％；F1主要性状优势以穗实粒数（33.35％）的超亲优势最强，依次为穗总粒数（29.13％）、着粒密度（21.95％）、株高（20.00％）、抽穗天数（13.98％）、穗长（6.86％）、千粒重（4.30％）、结实率（4.12％）和单株穗数（-4.60％）。8、根据杂种单株产量与其主要性状的关系，杂种F1单株产量取决于产量构成因素，与有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重的关系密切，而有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重又与F1株高相关联。F1株高越高穗粒数越多，但植株过高有效穗数减少，而有效穗数是单株产量最重要的构成因素；合理的有效穗数优势是获得较大穗粒数优势的前提，但穗总粒数优势又与结实率优势呈极显著负相关。需将株高、有效穗数和穗粒数（特别是穗实粒数）协调到最佳程度。9、在亲本选配上，要获得高单株产量F1及其杂种优势，需选用抽穗天数适宜、植株较矮、穗长适中而单株产量高的父本；要获得穗实粒数多的F1需选用穗总粒数、穗实粒数多而有效穗数不多、千粒重不高的父本；要获得高千粒重（充实度）的F1，需选用穗粒数（每穗总粒数、每穗实粒数）不多，穗数多的父本。要利用籼粳交强大的单株产量F1优势而又不至于生育期过长、植株过高、结实率偏低遵循“穗求中大，以饱攻饱”的选配原则。10、母本粳性越强、父本籼性越强，其杂种优势越大；父母双亲的粳性增强、籼粳特性差值增大，F1单株产量优势减小；F1粳性越强，杂种千粒重和结实率优势越大。要获得亚种间强大的经济优势，应采用粳母籼父的配组方式，粳母是要选育粳质的不同籼粳程度的粳型亲籼系不育系，而籼父则是选育优良的籼型父本。这种亚种间杂交组合的选育策略既结合了张桂权提出的粳型亲籼系籼粳杂种优势利用途径又最大限度地利用了杨振玉所提出的适度的双亲遗传差异，从而实现产量水平的大幅度提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪言
• 第一章 文献综述
• 1 水稻杂种优势利用的国内外概况
• 1.1 国外杂交水稻的研究概况
• 1.2 国内杂交水稻的研究概况
• 2. 籼粳亚种间杂种优势的利用
• 2.1 籼粳亚种特性的分类
• 2.1.1 栽培稻种的分类
• 2.1.2 籼粳亚种的分类
• 2.2 籼粳杂种不育性的研究
• 2.2.1 籼粳杂种不育的原因
• 2.2.2 籼粳杂种不育的遗传基础
• 2.3 水稻的广亲和性研究
• 2.4 籼粳亚种间杂交稻组合的选育
• 2.4.1 籼粳杂种优势的表现
• 2.4.2 籼粳杂种优势与亲本的相关性
• 2.4.3 籼粳杂种各性状间的相关性
• 2.4.4 亲本性状配合力和杂种优势
• 2.4.5 亲本籼粳分化程度与杂种优势
• 参考文献
• 1籼粳特性的研究'>第二章 亲本及其F₁籼粳特性的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 形态指数法
• 3抗性鉴定法'>1.2.2 秧苗对KClO₃抗性鉴定法
• 1.2.3 酯酶同工酶法
• 1.2.4 亲本芽期耐冷性测定
• 2 结果与分析
• 2.1 杂交亲本籼粳程度表现
• 2.1.1 亲本的程氏指数
• 2抗性'>2.1.2 亲本秧苗的KClO₂抗性
• 2.1.3 亲本的酯酶同工酶差异
• 2.1.4 亲本秧苗的耐冷性分类
• 2.1.5 籼粳程度与耐冷性的关系
• 1籼粳特性及其分类'>2.2 F₁籼粳特性及其分类
• 1组合的籼粳特性'>2.2.1 RIL系和两系不育系及其杂交F₁组合的籼粳特性
• 1组合的籼粳特性'>2.2.2 RIL系与测验种测交及与亲本回交F₁组合的籼粳特性
• 1的籼粳特性'>2.2.3 测验种间及与RIL系父母本间杂交F₁的籼粳特性
• 1籼粳特性的分类'>2.2.4 不同类型籼粳交F₁籼粳特性的分类
• 2.2.5 亲代与子代籼粳特性的相关分析
• 3 讨论
• 3.1 关于栽培稻籼粳分类方法
• 3.2 关于水稻的耐冷性鉴定
• 3.3 关于籼粳芽期耐冷性鉴定的方法与评价指标
• 1籼粳特性的表现'>3.4 关于籼粳稻杂交F₁籼粳特性的表现
• 参考文献
• 第三章 不同籼粳程度亲本的（广）亲和性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 1的育性表现'>2.1 RIL系与测验种杂交及与双亲回交杂种F₁的育性表现
• 1的育性表现'>2.2 典型籼粳品种杂交杂种F₁的育性表现
• 1经短日照处理后的育性表现'>2.3 典型籼粳品种杂交杂种F₁经短日照处理后的育性表现
• 3 讨论
• 1杂种的花粉育性与小穗育性'>3.1 关于籼粳交F₁杂种的花粉育性与小穗育性
• 3.2 关于亲本籼粳程度与亲和性的关系
• 3.3 关于不同籼粳程度亲本亲和性受环境条件的影响
• 参考文献
• 第四章 不同籼粳程度亲本的配合力及杂种优势研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 试验设计
• 1.2.2 杂种优势的计算
• 2 结果与分析
• 2.1 配合力分析
• 2.1.1 各性状方差分析和配合力方差分析
• 2.1.2 一般配合力效应（gca）和特殊配合力效应（sca）分析
• 2.1.3 亲本主要性状gca的相关分析
• 2.1.4 籼粳特性与亲本配合力之间的关系
• 2.2 杂种优势分析
• 2.2.1 主要性状杂种优势的平均表现
• 2.2.2 杂种一代产量优势分析
• 2.2.3 杂种一代主要性状优势分析
• 1各性状及其超亲优势与父本各性状间的关系'>2.2.4 杂种F₁各性状及其超亲优势与父本各性状间的关系
• 1性状间及各性状杂种优势间的关系'>2.2.5 F₁性状间及各性状杂种优势间的关系
• 2.3 籼粳特性与杂种优势的关系
• 1产量优势的关系'>2.3.1 双亲籼粳特性与F₁产量优势的关系
• 1主要经济性状的关系'>2.3.2 双亲籼粳特性与F₁主要经济性状的关系
• 1籼粳程度与F₁主要性状优势的关系'>2.3.3 F₁籼粳程度与F₁主要性状优势的关系
• 3 讨论
• 3.1 关于一般配合力和特殊配合力
• 3.2 关于籼粳程度与亲本配合力的关系
• 3.3 关于亲本籼粳特性与杂种优势的关系
• 参考文献
• 第五章 总的讨论与结论
• 1 总的讨论
• 1.1 关于籼粳遗传分化的讨论
• 1.2 关于籼粳杂种亲和性的讨论
• 1.3 关于籼粳亲本配合力的讨论
• 1.4 关于籼粳杂种优势的讨论
• 2 总的结论
• 2.1 籼粳程度与杂种亲和性的关系
• 2.2 籼粳程度与杂种优势的关系
• 2.3 两系法亚种间杂种优势的利用
• 3 创新之处
• 4 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 附表
• 附图
• 致谢
• 作者简介