水稻选择导入系产量和抗倒伏性状改良及qtl定位

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1、ADissertationfortheDegreeofScienceDoctorImprovementandQTLMappingforYieldandLodgingResistanceUsingSelectedBackcrossingIntrogressionLinesinRiceSubmittedtoAnhuiAgriculturalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofScienceWrittenbyShiYingyaoSupervisedbyProf

2、.LiZhikangAnhuiAgriculturalUniversityHefei,Anhui,ChinaMay10,2013摘要本研究选用生产上大面积推广应用的籼型水稻恢复系明恢86和蜀恢527为轮回亲本，以桂99、R2004、lemont、云恢72四个品种为供体亲本，构建了8个BC2F4回交导入系群体，经过田间目测对产量性状和茎秆形态学性状进行鉴定、并结合测力计测定茎秆抗折力进行产量性状和抗倒伏性状的双重筛选，构建了8个高产、抗倒伏能力强的选择回交导入系BC2F4群体。于2008年和2009年在合肥进行产量性状和抗倒伏相关性状的表型鉴定，在200

3、9年在中国农科院作物科学研究所重大工程楼进行基因型鉴定，进而对实粒数、总粒数、结实率、千粒重、理论产量等5个产量性状和茎秆粗、壁厚、基部第二节间抗折力、基部第三节间抗折力、倒伏指数等5个抗倒伏性状进行了表型和基因型分析。分析内容包括：产量和抗倒伏能力的选择效果分析、产量和抗倒伏性状的相关性分析、产量性状和抗倒伏性状的QTL定位和效应分析、产量性状与抗倒伏性状的遗传重叠分析。研究结果对于高产、抗倒伏水稻育种中有利基因/QTL的利用、后代材料的直接和间接利用、高产和抗倒伏性状的同步协同改良有重要参考价值。主要研究结果如下：1、高产、抗倒伏选择回交导入的选择

4、效果以蜀恢527和明恢86为轮回亲本的8个回交导入系群体在BC2F4代进行产量和抗倒伏相关性状的鉴定选择，入选的190个选择回交导入系于2008年和2009年进行了表型鉴定。两年分别有150个、154个株系的单株产量高于轮回亲本，占入选株系数的78.9%和81.1%，在两年中均比对照增产的株系有143个，占75.3%。两年均稳定增产达到10%以上的株系有101株，占53.2%，比例较高，可见入选优良株系以基因型决定为主，选择效果良好。产量选择的效果在不同轮回亲本的组合间表现有一定差异，以蜀恢527为轮回亲本的四个组合产量选择效果相对较好。2008年和2

5、009年中分别有128个、131个株系的倒伏指数低于轮回亲本，分别占67.4%和68.9%。两年中均比轮回亲本倒伏指数小的株系数有108个，占56.8%。两年倒伏指数均比轮回亲本降低5%以上的株系有63株，占33.2%。两年中株系倒伏指数表现趋势总体上一致，以基因型决定为主，选择效果良好。不同组合的选择效果略有差异，其中527－99、527－72入选株系倒伏指数低于轮回亲本的比率在两年中均较高，表现好且稳定。两年中比轮回亲本增产、倒伏指数降低的株系数有82个，占43.2%。从结果看把产量性状和抗倒伏性状同步进行选择改良是可行的，高产和抗倒伏能够得到协同

6、改良。采用选择回交导入系对产量和抗倒伏能力结合起来同步进行改良方法可行、效果良好。I从选择导入系的表现看，桂99作为供体亲本对改良轮回亲本的产量性状有很好效果，R2004作为供体对改良轮回亲本的抗倒伏能力的效果很好，在实践育种中可加强利用。从两年在产量性状和抗倒伏两方面稳定表现优良的株系产量因子看，要做到既高产又抗倒，需要一个理想的穗粒结构，一般总粒数在200粒左右，实粒数在160－180粒为宜。2、产量和抗倒伏相关性状的相关性高产育种重点要从提高分蘖力和结实率、确保一定的实粒数和保持较高的千粒重几个方面着手，不可以追求长穗和特大穗。保持足够穗数和较大

7、穗的基础上主攻结实率是关键，特别是把高产、抗倒伏两方面作为育种目标时，应从有效穗、实粒数、结实率上下功夫，保持较高的粒重，不能追求大穗、长穗。提高水稻的抗倒伏能力，首先要从增加茎秆粗和壁厚、增加节数入手，改良水稻的秆型指数，进而提高抗倒伏能力。在选育中矮秆、高产、抗倒伏品种时，对品系抗倒伏能力的评价可以直观地把节数、茎秆粗和壁厚作为重要指标，结合测定茎秆抗折力或抗推力，对水稻的抗倒伏能力进行科学准确的评价。3、主效QTL及其利用定位到了多个P值小于0.01、贡献率在30%以上、加性效应较大、且在两年都稳定表达的主效QTL位点，这些位点可以作为产量性状和

8、抗倒伏性状改良的重点。如控制实粒数的qGN10.1、qGN7.1、qGN1.2、qGN1.3、