基于MAS技术的水稻保持系稻瘟病抗性和品质改良研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ychh1988
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随着社会发展和人民生活水平提高,对于水稻育种而言提高单产已经不是唯一的目标,提高水稻品种抗病性和提升稻米品质成为了目前水稻育种工作中的重要内容。近年来水稻功能基因的不断克隆和功能分子标记的开发逐渐增多,分子标记辅助选择技术作为新兴的一种育种手段,其缩短育种年限,标记可靠性强等优点在实际育种中成效显著,审定品种中已经有一部分是采用了MAS技术育种成功,MAS技术对水稻育种的发展起到了重要的辅助作用。恒丰A所配组合在广东省推广面积大,具有异交率高,熟色佳,配合力好等优点,但是部分组合稻米品质一般,可进一步提高;广8A是广东省农业科学院水稻研究所育成的具有增城丝苗型水稻优质三系不育系,在广东、广西推广面积大,所配组合产量高,抗性较好,但部分稻米品质有待提高。这两份材料所配组合很多都通过了审定,有广阔的应用前景,本研究通过基因分型手段,利用MAS与回交技术,结合田间表型鉴定以及稻米品质和抗性测定,将香味基因fgr,抗性基因Pita、Pi2/9导入上述材料,以期改良这两个保持系的品质和抗性性状。本研究的主要结果如下:1.利用实验室的SSR标记和SNP标记分别利用毛细管电泳和HRM高通量基因分型,获得轮回亲本和供体亲本在目的基因位点上的多态性,恒丰B、广8B缺失了等位基因fgr,Pita,Pi2/9,供体亲本B39在fgr,Pita,Pi2/9位点均有目的基因。2.分别在不同回交世代对Pita、Pi2/9、fgr这3个目的基因进行基因分型检测,在BC1F1群体中分别获得Pita位点带型杂合的材料40份,Pi2/9位点带型杂合的材料34份,fgr功能位点带型杂合的材料87份;在BC2F1群体中获得Pita位点带型杂合的材料72份,Pi2/9位点带型杂合的材料59份,fgr功能位点带型杂合的材料188份;在BC3F1群体中获得Pita位点带型杂合的材料98份,Pi2/9位点带型杂合的材料64份,fgr功能位点带型杂合的材料298份;在BC4F1群体中获得Pita位点带型杂合的材料81份,Pi2/9位点带型杂合的材料74份,fgr功能位点带型杂合的材料155份;在BC3F2群体中获得Pita位点带型纯合的材料64份,Pi2/9位点带型纯合的材料47份,fgr功能位点带型纯合的材料81份。在F4群体中对Pita、Pi2/9、fgr这3个目的基因基因分型检测获得Pita位点带型纯合的材料34份,Pi2/9位点带型纯合的材料39份,fgr功能位点带型纯合的材料36份。3.通过回交与分子标记辅助选择技术结合农艺性状和田间表现考察最终获得了14份含有不同目标基因的BC3F2改良材料(其中恒丰B的改良材料为6份,广8B的改良材料为8份,目的基因型为纯合)和15份含有不同目标基因的BC4F1改良中间材料(其中恒丰B的改良中间材料为6份,广8B的改良材料为9份,目的基因型为杂合),6份含有不同目标基因的F4改良材料(其中恒丰B的改良材料为3份,广8B的改良材料为3份,目的基因型为纯合)。4.利用改良单株系与对应的不育系测交,3/4测保对应的小区不育等级为全不育和高不育,所获不育系花期较为集中,开花历时为7天左右,植株均较矮。5.利用20K SNP芯片检测恒丰B和广8B的BC3F2改良材料的遗传背景分析,经过3次回交,1次自交后,与原种相比,多数株系的背景回复率在80%~90%之间,基本达到预期回复效果。6.通过品质和抗性鉴定,改良后的目标株系大部分香味评级为香味较浓,余下评级为香味一般;稻瘟病抗性均有显著提高,经病圃鉴定均表现为抗及高抗稻瘟病;稻米品质表现为米粒细长、低直链淀粉、低垩白;其它农艺经济性状与轮回亲本相似。本研究运用分子标记辅助选择技术,改良恒丰B、广8B两个保持系,最终获得了在稻米品质、抗病性、香味性状上具有改良的新保持系,通过这些选育出的保持系进而选育新的优质不育系和综合性状优良的杂交稻组合,使恒丰B、广8B所配套不育系的杂交组合在稻米品质和抗病性上有更好的表现,为进一步协同改良三系杂交水稻的稻米品质奠定了基础。
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