广东高州普通野生稻籼粳杂种花粉不育基因Sa、Sb和Sc座位“中性基因”的发掘

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花粉不育是水稻籼粳亚种间杂种F1普遍存在的现象,是杂种优势利用的主要障碍之一。至少有6个基因座位控制籼粳亚种间Fi的花粉不育,各座位存在的花粉育性“中性基因”可望克服各自的不育性,所以挖掘和利用不同座位的花粉不育“中性基因”具有重要意义。本文首先对141份广东高州普通野生稻(简称“高州野生稻”)在3个F1花粉不育座位Sa、Sb和Sc上的遗传分化进行研究分析,然后成对检测和分析12份高州野生稻与台中65(E1)及其花粉不育近等基因系E2、E4和E5组配的测交组合F1和F2的花粉育性及其分离情况,以及与目的基因紧密连锁的分子标记在相应F2群体中的分离情况,并与花粉育性的分离进行符合性测验,以期在高州野生稻中发掘水稻F1花粉不育“中性基因”。主要研究结果如下: ⑴141份高州野生稻在F1花粉不育座位Sa、Sb和Sc上均可鉴别为SiSi、SiSi、SiSi3种基因型中的一种,表明高州野生稻在这3个花粉不育基因座位上已经发生了籼粳分化,支持籼粳起源的“二元学说”。高州野生稻在Sa座位上,Si等位基因的频率明显高于Si等位基因的频率,明显偏籼;在Sb座位上,Si等位基因的频率明显高于Si等位基因的频率,明显偏粳;在Sc位上,Si等位基因的频率和Si等位基因的频率差异不显著,属介于籼粳之间的中间类型。高州祥山镇陂头村居群和祥山洞居群在Sb座位上,TDj值分别为0.53和0.63,∑Dij分别为0.11和0.63;祥山洞居群在Sc座位上,TDj和∑Dij值分别为0.50和0,说明这些居群在相应F1花粉不育座位上,基因分化程度很低,是处于籼型和粳型之间的中间类型,可能含有花粉不育中性基因。 ⑵编号为GZW099的高州野生稻与E1及其Sb座位的近等基因系E2组配的成对测交组合的F1花粉育性分别为89.22±1.07%和85.65±1.05%,表现正常可育且经t测验差异不显著,结实率亦在85%以上,同一组合各F1单株之间可育花粉率的标准误差较小,且用4对与Sb座位紧密连锁的分子标记检测,相同组合内各F1单株的带型均一致,各分子标记在相应的F2群体中的3种基因型分离比例符合孟德尔分离比例(1:2:1),且3种基因型对应的平均花粉育性差异不显著,说明GZW099在Sb座位是纯合的,且携带的等位基因与E1及E2的等位基因均不存在显著互作。由此证明GZW099在Sb座位上具有花粉不育中性基因“SbnSbn”。 ⑶通过成对检测和分析高州野生稻与E1及其花粉不育近等基因系杂交组合F1的花粉育性,初步判断GZW075、GZW087和GZW124三份高州野生稻在Sb座位上可能携带花粉不育“中性基因”;GZW075和GZW124在Sc座位上可能携带花粉不育“中性基因”。但需要进一步研究证实。 ⑷通过本文研究明确编号为GZW099的高州野生稻在Sb座位上携带花粉不育“中性基因”;在Sa座位上的基因型分别为SiSi,等位级别为Si—3和Si—2;在Sc座位上的基因型为SiSi,等位级别为Si—2和Si—4。该材料可能在克服籼粳杂种F1的不育性具有利用价值。GZW137在Sa座位上的基因型为SiSi,等位级别为Si—4和Si—2。GZW099和GZW137在各F1花粉不育基因座位上携带的等位基因分化程度都不高。
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