文献类型： 中文期刊

期刊名称： 湖南农业科学

ISSN： 1006-060X

年卷期： 1987 年 03 期

页码： 4-9+21

摘要： 广亲和性品种(WCV)与籼、粳稻的杂种F1表现可育。若控制广亲和性的基因遗传简单,则可能作为桥梁基因克服籼粳杂种半不育障碍。本试验研究了以爪哇型广亲和性品种为亲本的F1代(籼 × WCV、粳×WCV)、F2,代[籼 × WCV F2、粳 × WCVF2及粳 ×(籼× WCV)可育株Fd]、三交杂种[(籼 × WCV)×粳、(粳 × WCV)×籼]的育性表现及广亲和性爪哇品种与灿、粳稻的杂种优势表现,以探讨广亲和性品种在水稻杂种优势利用中的作用。 材料和方法 一、1986年在长沙供试亲本及组合 1.广亲和性爪哇品种:Cpslo 17、Cpslo 19、Ketan Nangka。 2.广亲和性品种培迪及其衍生品种培矮64和轮回422。 3.籼稻品种:29青、V20B、台中育B、MR365、竹菲10选、菲改B、26窄早、IR56、明恢63、9024、CO2、宁远77。 4.粳稻品种:日本优、秋光、罗马稻、Giza、Lito、H50、王粳-3、矮子糯、512。 5.籼粳交组合:以粳稻品种日本优、罗马稻、Giza、H50、Lito、王粳-3、矮子糯为母本,与籼稻品种29青、V20B、台中育B.MR365、竹菲10选、菲改B不完全双列杂交,组合42个。 6.釉爪交组合:以釉粳交中的舢稻及培矮64为母本与三个爪哇型广亲和性品种不完全双列杂交,组合21个。 7.粳爪交组合:以舢粳交中的粳稻为母本与爪哇型广亲和性品种不完全双列杂交,组合21个。 8.广亲和性品种培迪及其衍生品种与釉、粳稻的杂交组合:培迪为父本与日本优、罗马稻、Giza、H50、29青、V。。B、.菲改B杂交,组合了个,培矮64为父本与日本优、箩马稻、Giza、H50、Lito、王粳一3、矮子糯、26窄早、29青、V。。B、菲改B杂交,组合11个,轮回422为父本与26窄早、IR。。、明恢63、9024、COZ、512杂交,组合0个。 9.三交组合:秋光 X(宁远77 X CPSIO17)。 10.对照组合:杂交釉稻威优35。 供试材料4月ZZ日播种于湖南农科院试验N,均采用单本直播,密度为4X6寸。釉爪交组合、粳爪交组合、亲本及对照与和粳交分开播种,都采用随机区组排列,3次重复,每小区7株,单行。培迪及其衍生品种所配组合相邻种植,每小区10株,单行,密度4X6寸。考虑到某些亲本及杂种感光性强,为了使供试材料基本处于同一时期抽穗,减少环境条件影响而产生的结实率误差,在4—5叶期进行18天黑薄膜短光处理,每天给予11—12小时光照时间。每小区取中间6株进行田间抽样和室内考种。其它田间管理与大田相同。 二、: 986年在南宁供试材料 1.三交组合:(王粳一 3 X CPSIO 17)X菲改B、(菲改B X CPSIO 17)X王粳一3、(菲改B X CPSIO17)X矮子糯、(矮子糯 X GPSIOI7)X菲改B、(MR365 XCpS O17)X矮子糯、(矮子糯X Cpsl。17)沁*R365。 二.F,材料:竹菲10选 X CPslO 17F。、1粳一 3 X CPSIO 17F。、秋光 X(宁远77 XCPSIO 17)可育株F。,城特232 X 26窄早FZ。 供试材料7月-8日播种于广西农学院试缚田。三叶期开始进行13天短光处理。处理后移至大田,插单本,密度4x6寸,顺序排列。 三、分析项目和方法 二.考种项目:单株粒重、结实牢(子房膨大伸长至顶部的秋粒也作实粒)。 二.花粉育性观察。于齐穗期,在下午4时左右取第H天开放的小花10—20朵,每穗取中上部二一二朵,每花取一枚雄吵,碘一碘化钾染色,显微镜下观察5个视野,统计可育与不育花粉粒数。 3.优势评定:超亲优势率。(F;一BP)/BP X 100%,中亲优势率=(F;一 MF)/MF X 100%,对照优势率。(F;一 Ch)/Cli x 100%。式中BP为大值亲本值,入。卜为亲本中值,Cll为对照值。 4.配合力基因型方差估算:固定模型81=(Vp;-Ve)/bn。,61=(\’p。-Ve)/bnl羹 SI。=(Vp;。-Ve)/l;。 结果与分析 一、粗爪交和粳爪交单株粒重的优势表现与分析 经过短光处理的釉爪交和粳爪交单株粒重和全生育期列于表二。 为了判断制爪交和粳爪交在生产上的利用价值,采用生产上强优杂交制稻威优35作对照,以日平均产量比较釉爪交和粳爪交单株粒重的对照优势。威优35的单株粒重和全生育期分别为16.48克和101天。 各组合及对照的全生育期相差不大,优势可比。粳爪交中LltO X CPs1O17的对照优势率为2.49%l 釉爪交中培矮64 X*。tanNangka、竹菲10选 x乙pdo 17和MR3bs xCpS]O17对照优势率分别为13.北%、3.68%和3。61%。在表现为负优势的组合中,釉爪。交和粳爪交各有4个和2个组合日生产量接近威优35。三个广亲和性品种以CPs1O17与釉稻的杂种平均对照优势率较高,为一10.3%,7个组合中有2个组合的单株粒重的日产量超过对照。 二、广亲和性遗传分析 1.爪哇型广亲和性品种与舢、粳稻的杂种育性表现:广亲和性爪哇品种与却、粳稻的杂种 Fl平均结实率分别为78.14%和82.34%(表2)。 釉爪交和粳爪交结实率在85%以上的组合致分别占本类型用合效伪30%和ho%,结实率在75%以上的则分别占80%和gU%。而釉粳交中的小穗育性大都呈半不育形式,平均结实率为 33.14%。广亲和性品种与釉、粳稻的杂种平均结实率分别高于釉粳交45.0%和49.20%。 釉爪交和粳爪交结实率役有达到自交品系的结实率水平,平均结实率分别低于本类型采用亲本结实率的平均值8.97%和4.779。多数组合表现负优势,平均中亲优势率分别为一9.93%和一4.46%。釉爪交和粳爪交两类型都出现有结实率低于75%的组合,分别占本类型组合数的20%和10%,其中最低的只有56.5%。我们对结实率较差的组合进行了观察,单穗上的不实小花分布不同一般品种,枝梗上连续几朵小花不实的现象普遍,靠中上部的小花也常表现不实,不少组合花药开裂散粉不好。对31个组合进行花粉育性分析,花粉可育率低于80%的占64%。 广亲和性品种对不同釉稻或粳稻品种的杂种结实率表现出较大差异。29青 x Cpsl。17与竹菲10选 X CPSIO 17的结实率相差23.2%。尽管Ketan Nansta对舢稻品种的平均结实率没有达到75%,但仍有一个组合结实率高于85%。从表2中看到,与粳稻的杂交一代结实较好的舢稻品种,如竹菲10选和MR365,与广亲和性品种有较好的亲和性。而与粳稻亲和力很低的菲改B、29青,与广亲和性品种杂交*l结实率较低。对42个釉粳交组合结实率的配合力分析表明,一般配合力基因型方差占总基因型方差86.04%。说明釉粳交中结实率的表现以受一组微效基因的累加作用为主,一般配合力相差大,那些一般配合力较好的釉稻对广亲和性品种有较强的亲和性。 广亲和性爪哇品种的亲和能力存在差异。三个广亲和性爪哇品种中,与粳稻配组的平均结实率,以 CPSIO 17最高,分别比CPslo 19和 1｛etan Nangka所配组合高5.88%和6.32%,差异显著;与釉稻配组的杂种平均结实率,以CPSIO 19所配组合表现玫高,分别比Cnsl。17和KetanNa。gka所配组合高1.22%和10.84%,但CPslO 17和CP。[o 19无显著性差异。Keta。kangka表现较差,与粉稻、粳稻配组的杂种分别有8个和 1个组合结实率低于75%。CPs1O 17、CPSI。19与灿粳稻的亲和力较高,各只有一个组合结实率低于75%。 二.培迪及其衍生品种与釉、粳稻的杂种佑实率表现:培迪是一个广亲和性品种,外形象釉稻,与拙、粳稻配组的杂种可育。培矮64是以培迪与釉稻矮黄米杂交后代稳定品系与测64杂交育成。轮回422是培迪与献党、消子谷和h 7等釉、粳品种复合杂交育成的BT型粳稻恢复系。从表3中看到,阑矮64和轮回422都是广亲和性品种。培矮64与仙稻杂种 F;结实正常,与二个对釉稻有较高亲和力的粳稻品种L门和H50杂交,F;结实率高于80%,与日本优、罗马稻、G。za这些对釉稻亲和力低的粳稻杂交,F;为半不育。。粳:稻恢复系轮回422与粳稻品种512杂交,F。结实率高于8。,%,与5个釉稻配组的杂种结实率都在75%以上。八一 矛.三交杂种和F。的小穗育性 (1)紫色稗尖植株和无色稗尖植株的 龋率羡异:表4中列出的三交杂种和F。材 料的亲本中,仅CPSIO 17具有紫色移尖。在三交杂种中,紫色稗尖植株的平均绪实率和结实率在60%以上植株所占比例高于无色稗尖的植株,紫色稗尖与高结实株连锁明显。特别在(菲改B X CPSIO17)X王粳一 3、(王粳一 3 X Cpsl。17)X菲改B这两个亲本相同配组方式不同的组合中,都以紫色稗尖植株结实较好,在三个以CPSIO17为亲本的F。中,也表现出紫色辞尖的植株结实率较高,结实率高于60%的植株所占比例大,平均结实率接近正常植株。无色稗尖的植株平均结实率都低于60%。普通釉粳交组合城特232 X 26窄早的F。植株也存在结实率较大分离的现象,但紫色稗尖植株与无色稗尖植株结实率分布无明显不同,平均结实率无显著差异(分别为38.74%和39.86%)。 (2)紫色移尖植株间的结实率差异:三交杂种和F。的紫色稗尖植株也分离出结实正常、结实中等、结实低的类型,结实低的植株占有一定比例。三交杂种中,紫色秽尖植株结实卒低于60%的植株频率都在30%以上。紫色稗尖植株数与无色移尖植株数之比小于3:二的三交杂种可育株F。和王粳一8x Cpsl。17 F。中,低于60%的植株频率也达到36%和23%。 (3)不同配组方式及不同配组亲本的三交杂种小橱育性表现 : MR365 X CPSIO17)X矮子糯、(矮子糯 X CPSlo17)X MR365、(菲改即 CPSIO17)X矮子糯和(矮子糯二Cp。1。17)x菲改B四个组合的F;各级结实率频率大体呈双峰分布,峰值分别处于高结实区和低结实区。见下图。 上述4个组合之间的结实率分布羞异是明显的,平均结实率分别为58.19%、53.76＄、47.43%和40.2%。结实率高于60%的植株比例分别为54.08%、44.56%、39.47%和27.63%。以粳稻为第二父本的组合,较以釉稻为第二父本的组合结实好。以 MR365为亲本的组合较以菲改B为亲本的组合结实好。如果以 60%以上结实率的植株作为可育株,以MR365为亲本的组合可育株与半不育株之比则约为1:1,以菲改B为亲本的组合可育株的比例偏低。 讨 论 一、关于广亲和性的遗传问题 紫色稗尖可以作为本研究中以CPSIO17为亲本的三交杂种高结实株的标志性状,这与池桥宏对广亲和性品种Ketan Na。gka和Calotoc的研究结果相吻合。同时,在Cpslo17与釉粳稻的杂种F。和三交杂种可育株F。中,也是紫色稗尖植株较无色稗尖植株结实好,共同证实了Kltamura关于广亲和性有一对显性的广亲和性基因作用的假说。本研究中的三交杂种各级结实率植株频率大体呈双峰分布,以及广亲和性品种与一般品种的复合杂交后代品系仍具广亲和性,也说明这种主基因的作用。带有广亲和性基因的杂种植株受到其它基因的作用可改变育性,有的表现正常结实,有的则表现半不育,这在我们的试验中已观察到。池桥宏的研究中也有这种现象,显然难以完全用交换理论来解释。这些都表明,由于遗传背景的不同,拥有广亲和性基因的植株育性差异大,广亲和性的表现有微效基因参与作用。 配合力分析表明,试验中的釉粳交结实率以受微效基因的累加作用为主,亲本的一般配合力差异大,这与邢祖颐发现釉稻或粳稻中某些品种与异型品种亲和力差别根大的结果一致。我们的试验结果表明,舢爪交中,那些与粳稻杂交,一般配合力较高的釉稻为亲本的组合结实较好;广亲和性品种培矮64与那些一般配合力较低的粳稻杂交,F;表现半不育,而与二个一般配合力较高的亲本杂交F;结实正常。MR365比菲改B的一般配合力高,而MR365所配三交组合较菲改B所配三交组合结实好。上面这些都预示着釉粳交颖花育性的微效基因与广亲和性的微效基因可能一致。釉粳交中结实率一般配合力较高的亲本可能存在对广亲和性作用较强的微效基因,带有广亲和性基因和作用较强的微效基因的制粳交组合可能达到正常结实水平。 冈彦一曾发现,在(A x WCV)x B和(B X WCV)X AH种组合中,一种组合紫色稗尖与高结实株连锁明显,而另一种组合连锁不明显或看不出连锁。从我们的试验结果看,紫色稗尖植株结实率在两种组合中都可表现较大分离,只是其中一个组合可能半不育株出现较多。我们认为,这可能是由于配组方式不同,二种组合遗传背景差异大,其中一个组合微效基因作用较弱,而产生较多的半不育株。 二、关于水稻亚远缘杂种优势利用问题 制粳杂种一代由于结实率低,而一直没有在生产上利用。广亲和性基因在(釉XwCV)x粳和(粳 x WCV)x %的三交组合中,对提高杂种植株的育性起作用。同时,广亲和性品种与普通品种的复合杂交后代品系仍然具有广亲和性。表明广亲和性基因在釉粳交中能够提高杂种结实率。通过广亲和性基因的利用,可以培育出结实正常的釉粳交组合,但广亲和性基因的作用有限,不能使所有的釉粳交组合表现正常结实。将广亲和性基因转入结实率很低的强优釉粳交组合的亲本中,杂种不一定育性正常。所以,有必要寻找作用更大的广亲和性基因。因为爪哇 (下转第21页) (上接第9页)型品种的遗传背景处于釉粳中间型,可能本身带有较强作用的微效基因。因而典型的釉稻、粳稻或野生稻中的广亲和性基因可能作用更大。目前,可将现有的广亲和性基因转入结实率较高的釉粳交组合亲本中。 人们在爪哇型品种中已经发现不少品种与釉、粳稻的杂种都具有较好的亲和性。在我们研究的少量组合中,舢爪交和粳爪交都出现有单株粒重日产量超过强优杂交制!稻组合威优35的组合。利用爪哇型中生产能力较高、株型较好的广亲和性品种与制稻或粳稻杂交,其杂种优势可能强于一般品种间杂种优势,可望得到强优组合用于生产。广亲和性爪哇品种与籼、粳稻的亲和力遗传及杂种优势初步研究@李新奇$湖南杂交水稻研究中心