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两系杂交水稻在中国的发展已经超过30年,与三系杂交水稻相比,因组配自由、制种程序简单等优势已逐步发展成为我国杂交水稻的主要类型之一。但是两系杂交水稻对主要病虫害包括稻瘟病、褐飞虱、白叶枯病等的抗性并没有大的提高,仍然需要继续改良。分子标记辅助选择技术的应用为快速、准确改良特定材料的病虫抗性提供了有效的方法。本研究利用分子标记辅助选择和回交技术对两系杂交水稻的恢复系香5进行了稻瘟病、褐飞虱和白叶枯病的抗性改良,同时从隆科638S/DB1501-98后代中选择出几个抗稻瘟病、褐飞虱和白叶枯病的光温敏核不育新株系。主要研究结果如下:1.以香型水稻恢复系‘香5’为轮回亲本,以携带Pi9、Bph14、Bph15、Xa23基因的中间材料MD12086-1351为供体亲本,经过一次杂交、三次回交、多代自交,每个世代进行苗期分子检测、成熟期表型选择和稻米品质分析,最终从BC3F4家系中筛选出3个同时携带Pi9、Bph14、Bph15和Xa23基因的新株系,株系号分别是STQ15035-53-39-10-10、STQ15035-53-97-2和STQ15035-53-176-5。人工接种的稻瘟病抗谱鉴定结果表明,3个新株系的抗性频率在90.91%-95.45%之间,而受体亲本香5仅为27.27%;在恩施病圃的自然诱发鉴定结果表明,3个新株系的叶瘟抗级均为4级,受体亲本香5是7级,抗性明显提高。但是新株系的穗颈瘟抗性7-9级,与受体亲本比较,没有明显提高,表明Pi9基因在湖北恩施稻瘟病区对叶瘟抗性较强、但对穗颈瘟抗性不强。苗期褐飞虱抗性鉴定表明,3个新株系抗性等级为3.0-5.4级（中抗-抗）,比香5的8.7级（高感）有明显提高。接种白叶枯病菌株GD1358和ZHE173的鉴定结果表明,3个新株系的斑长度为0.6cm-1.5cm（高抗-抗）,比香5的12.0cm-23.8cm（中感-高感）有显著提高。产量比较试验和稻米品质分析表明,新株系及其所配组合在产量、主要农艺性状、米质等主要指标与香5及其组合表现相似。表明,新株系可以作为香5的替代系用于培育抗稻瘟病、抗褐飞虱和抗白叶枯病的两系杂交稻新组合。2.以优良光温敏核不育系‘隆科638S’为母本,与携带Pi2、Bph14、Bph15和Xa23基因的中间材料DB1501-98杂交,对‘隆科638S/DB1501-98’后代进行连续多代的分子标记选择、人工气候箱育性筛选及田间表型选择,选育出5个携带Pi2、Bph14、Bph15和Xa23基因的光温敏核不育系新材料,分别命名为华8049S、华8050S、华8051S、华8053S和华8054S。抗性鉴定结果表明,新不育系材料对褐飞虱的抗性为1.2-3.4级（高抗-抗）,比隆科638S的6.1-7.4级（中感-感）有明显提高。白叶枯病病斑长度是0.3cm-1.6cm（高抗-抗）,比隆科638S的19.0cm（感）有明显提高。叶瘟2-4级、穗颈瘟发病率5级,与隆科638的叶瘟8级、穗颈瘟发病率9级相比,稻瘟病抗性也有明显提高。人工气候箱鉴定结果表明,这5个新不育系材料的不育起点温度在24℃左右,武汉自然条件下稳定不育期为60 d-80 d。开花习性和主要农艺性状考察结果显示,华8050S柱头外露率最高,达69.54%,华8054S最低,只有19.33%,其余不育系在32.81%-59.17%之间;与隆科638S相比,各新不育系材料株高降低、生育期缩短,但每穗颖花数有所降低。在稻米品质上,除个别不育系直链淀粉含量偏低外,其余指标均达到国家优质稻谷2级标准以上。配合力分析表明,双亲的一般配合力很大程度上决定了杂交组合主要农艺性状的表现,其中华8050S易配制出早熟矮杆、穗大粒多、结实率高、产量较好的优势组合,华8051S易配制出早熟性好、矮杆多穗、结实率好的高产组合。