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在两系法杂交水稻生产中,由于不育系易受异常天气影响,出现育性回复,导致杂交一代种子纯度下降,对水稻生产造成严重影响。水稻叶色突变体在快速、准确鉴定杂交水稻种子纯度方面具有独特作用,多年来一直受到育种工作者的重视。2003年,湖南安江杂交水稻研究所在海南安农810S繁殖田中发现一株淡黄叶突变体,经多代繁殖,性状稳定,2006年通过湖南省科技厅组织的鉴定,并取名为安农标810S。本研究以安农标810S、安农810S及其杂交组合等为试验材料,分别从农艺学、遗传学、生理生化及分子标记等方面进行了研究,主要研究结果如下:(1)安农标810S叶色变异性状和叶片结构观察结果表明,突变体从第一片完全叶开始即呈现叶色淡黄,并且在全生育过程中,一直保持淡黄叶性状不发生改变。这样可以快速、准确地从两系法杂交水稻的F1群体中区分不育系自交苗或从繁殖群体中区分杂株。通过石蜡切片观察,突变体叶片结构与安农810S相比无明显变化。通过电镜观察叶绿体超微结构,突变体叶绿体内部结构也未见明显改变。(2)安农标810S品种测试结果表明,除叶色变异外,突变体形态特征、农艺性状等与对照基本一致,无显著差异。(3)安农标810S与安农810S相比,在不同生长时期,安农标810S的SPAD值及光合色素一直显著低于安农810S。在抽穗期,突变体叶绿素含量减少43.8%,类胡萝卜素含量减少23.0%。整个生育期突变体的Ch1a/Ch1b的比值为7.0左右,而则对照为4.0左右。以安农标810S、安农810S为母本与恢复系D100杂交产生的2个F1代,叶片的SPAD值、光合色素含量及比例没有显著差异。(4)安农标810S与对照安农810S的PN随着PPFD的增加而加大,但两者的饱和光强均在1200μmolm-2s-1。当PPFD大于200μmolm-2s-1以上时,安农标810S的PN值均大于对照;两者相比,安农标810S的PN增加5.4%—12.8%。安农标810S/D100与安农810S/D100相比,在PPFD大于200μmolm-2s-1以上时,安农标810S/D100的PN值比安农810S/D100的PN增加7.2%—15.9%。(5)测定的叶绿素荧光参数表明,安农标810S的PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),PSⅡ有效光化学量子产量(Fv’/FM’),PSⅡ的实际利用量子产额((?)PS2)、非环式电子传递速率(ETR)均显著高于安农810S,在吸收光能的分配上,突变体的光化学碎灭(qp)较高、非光化学碎灭(qN)较低,说明突变体光能利用效率显著高于对照。(6)不同生长发育阶段测定的SOD、CAT及ATP酶活性均表现为突变体高于对照。(7)对安农标810S与3个正常绿色品种所配制的杂交组合进行遗传分析,结果表明所有组合F1代的叶色均表现为正常绿色,F2代正常叶苗和淡黄叶苗的分离比例均符合3:1的期望比,表明该黄化突变性状由1对隐性核基因控制。突变基因暂命名为pyl(t)。(8)SSR分析结果表明,淡黄叶突变基因位于水稻第9条染色体上的微卫星标记RM288和RM533之间,与这两个标记的遗传距离分别为4.3cM和2.4cM。(9)通过比较分析安农标810S和安农810S的基因表达图谱,发现安农标810S有一个与叶绿体相关的基因表达量远远小于安农810S,就是与叶绿素合成密切相关的senescence-inducible stay green protein(SGR)基因,由于SGR基因的太低表达,造成了叶片的叶绿素合成降低,叶片呈淡黄色。另外,安农标810S与安农810S相比,有四十多种与叶绿体蛋白合成相关的基因表达量大大增加。由于叶绿体蛋白相关基因表达量大大增加,导致叶绿体光合性能改善,光合效率提高。