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水稻籼粳亚种间杂种具有强大的生物学优势，但杂种Fl普遍高度不育，难以直接利用。S5n行基因可以克服由S5座位互作引起的杂种不育性。目前s5n基因已被成功克隆，该基因功能区存在大片段的缺失DNA，为快速并准确发掘携带有S5n的水稻新种质提供基础。本文首先根据秽基因特殊的缺失序列，建立秽基因的功能性标记。然后，利用不同类型和来源的水稻材料，通过S5n功能性标记检测和关键序列的测定及分析，发掘携带有S5n基因的水稻新种质，为水稻克服籼粳杂种不育性提供新材料。同时，还利用整体曙红染色透明激光扫描共聚焦显微术(WE-CLSM)对携带有S5n基因材料的成熟胚囊结构进行观察，研究其胚囊育性。此外，也考察了杂种F1代的杂种优势。主要结果如下：
(1)建立了S5n基因功能性标记和测序发掘具有S5n基因新种质的方法。将S5n基因序列与日本晴相对应序列进行比对，在S5n基因缺失DNA的两端设计引物，对已知携带有S5n的品种02428等和不携带有S5n基因（但携带有S5n或S5n）的水稻品种台中65等进行PCR扩增检测，建立S5n基因的功能性标记。进一步对S5n基因缺失DNA的两端关键序列的测定及分析，发现利用S5n基因的功能性标记和关键序列的测定分析可以准确并快速发掘具有S5n基因的水稻新种质。
(2)携带有S5n基因水稻新种质的发掘。首先利用S5n功能性标记通过PCR扩增，对不同类型的520份水稻品种进行检测，发现其中33份材料可能携带有S5n基因，然后，进一步对检出材料的可能存在的缺失区（S5n特有）及其两端的DNA序列测序，显示这些材料S5座位缺失区及其两端的DNA序列与02428的完全一致，说明这33份水稻品种确实存在S5n基因。33份材料中有4份，包括零轮、三磅七十萝、老造谷、和培矮64，前人已证明携带S5n基因，另外的29份未报道具有.S5n基因，为发掘携带有S5n基因的新种质。
(3)携带有S5n基因水稻品种及其测交杂种Fl的生殖特性。首先对不具S5n基因的典型籼粳稻杂种Fl胚囊育性进行观察，发现其育性低(31.94％)，这些杂种胚囊败育的主要类型有胚囊退化、异常小胚囊、雌性生殖单位退化和极核异常。携带有S5n基因水稻品种与测验种籼稻广陆矮四号、南特号，粳稻台中65组配的杂种Fl，胚囊育性显著提高，最高的胚囊育性为98.76％，最低的育性为69.23％，平均为89.54％。说明S5n基因能够克服杂种的胚囊不育性。测交杂种Fl的花粉育性也较高，最高的育性为95.90％，最低的为66.50％，平均育性为84.75％。相关分析表明：花粉育性、胚囊育性与结实率之间呈现极显著正相关，说明花粉和胚囊的不育性共同作用于结实率，其中胚囊不育性对结实率的影响大于花粉的影响。
(4)亚种间杂交组合的杂种优势分析。利用9份携带有S5n的水稻种质分别与籼程测验种广陆矮四号、南特号与粳稻测验种台中65组配亚种间组合。结果表明，各杂交组合在株高、叶面积指数、有效穗数、百粒重等性状都表现为显著的正向杂种优势，在结实率表现为负向杂种优势。亚种间杂种Fl在株高性状、叶面积指数、百粒重性状的杂种优势明显大于亚种内性状；亚种间杂种的结实率表现负向杂种优势，尽管携带有S5n基因的品种与亚种间的杂种F1育性相对于典型籼粳稻杂种Fl显著的提高，但是有些组合还未达到正常水平，显示控制杂种育性的复杂性。对各组合性状进行相关性分析，表明株高与刽叶长、剑叶宽、叶面积指数、百粒重之间呈现极显著正相关；谷粒长与谷粒宽之间呈现显著负相关；谷粒宽与长宽比呈现为显著的负相关：百粒重与谷粒宽之间呈现极显著正相关。