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本研究利用分子标记辅助选择育种技术对本课题组初步改良的珍汕97B作进一步的改良,以期使原来稻米外观品质较差的珍汕97B的粒长、粒宽、长宽比和垩白率等稻米外观品质得到显著的改良。
研究中利用7个QTL的12个SSR分子标记作为前景选择标记,90对SSR标记作为背景选择标记,对选育过程中各世代待选材料进行前景选择和背景选择,再经过育性保持能力检验进一步筛选从而加快品种选育速度。育种过程分:BC1后代群体的分子标记辅助选择和BC2后代群体的分子标记辅助选择两条改良路线进行。
BC1后代群体的分子标记辅助选择经过BC1S2、BC1S3和BC1S4三个世代的改良,各世代群体大小分别为77、189和105株,分子标记辅助选择的选择效率分别为15.6%、17.99%和13.3%,再经育性保持能力检测,最终获得14株对珍汕97A具有保持能力的改良型珍汕97B,其粒长、粒宽、长宽比和垩白率分别为7.46mm、2.19mm、3.41和0.39%,较珍汕97B的粒长增加1.39mm,粒宽减少0.50mm,长宽比增加1.15,垩白率减少97.2%,差异达极显著水平(P<0.01),改良后的稻米外观品质达农业部一级标准。同时对各世代个体进行遗传背景分析,结果发现BC1S2、BC1S3、BC1S4中选个体的纯合度分别为97.37%、99.64%、99.76%,分别较理论值的95.98%、98.21%和98.99%高,表明通过背景选择可加速遗传背景的快速纯合。
BC2后代群体的分子标记辅助选择经过BC1S2、BC2和BC2S1三个世代的改良,各世代的群体大小分别为77、197和180株,通过分子标记辅助选择和育性检测,最终获得2个对珍汕97A有保持能力的改良型珍汕97B,其粒长、粒宽、长宽比和垩白率分别为7.36mm、2.24mm、3.28、1.5%,与改良前相比,粒长增加1.26mm,粒宽减少0.45mm,长宽比增加1.02,恶白率减少96.1%,差异达极显著水平(P<0.01),改良效果明显,改良后的稻米外观品质达农业部一级优质米指标。遗传背景分析发现各世代中选个体的纯合度分别为86.68%和94.51%,较理论纯合度的85.51%和92.76%高,表明通过背景选择可加速遗传背景的快速纯合。
前景选择符合度分析发现利用分子标记对其相应性状的选择符合度较高,其中垩白率的选择符合度为93.02%,粒长、粒宽和长宽比的选择符合度均为100%,选择结果较为可靠。
本研究利用分子标记辅助选择改良珍汕97B稻米外观品质,改良效果显著,说明在育种过程中,对多性状多位点同时进行分子标记辅助选择的方法是切实可行的。本研究所建立的多性状、多位点分子标记辅助选择研究模型对数量性状的改良研究具有重要的借鉴意义,对促进分子标记辅助选择技术在作物品种改良选育实践中的应用也具有重要的理论和现实意义。