利用InDel标记鉴定浙优系列杂交稻籼粳属性和预测杂种优势

【目的】准确鉴定水稻材料的籼粳属性及利用遗传距离预测杂种优势,为开展水稻超高产育种和籼粳亚种间杂种优势利用提供基础。【方法】利用19对籼粳稻特异插入/缺失(Ins6rtion/Deletion,InDe1)引物,对12个浙优系列杂交稻及其双亲的籼粳属性进行了InDe1分子标记鉴定,根据被检测水稻样品在多个InDe1位点上的籼型或粳型基因频率,参考卢宝荣的方法,将供试样品分别判定为"籼稻"、"偏籼"、"中间偏籼"、"中间偏粳"、"偏粳"和"粳稻"。采用Nei的方法求算1 3个亲本间(1个不育系和12个恢复系)的InDe1遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDe1条带赋值进行主成分分析,依据第一和第二主成分的特征向量的平均分量值作平面散点图。统计杂种F_1稻谷产量、每穗总粒数、每穴有效穗、结实率、千粒重及单穗重各产量性状的对照优势,以此分析InDe1遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】(1)参试材料籼粳属性的判别:不育系浙04A被鉴定为"粳稻",8个恢复系被判定为"籼稻"或"偏籼",由其所配组的8个杂交组合被判定在"中间偏籼"到"偏粳"之间,证实了这8个组合为典型的籼粳交组合;另外4份恢复系被判定为"偏粳",所配组的4个杂交组合被判定为"粳稻"。(2)参试材料的聚类分析:当GS为0.350时,35份试验材料被分为"粳稻"和"籼稻"2个主群,GS为0.638时,粳稻主群又被划分为"粳稻/偏粳"和"中间偏粳"2个亚群。其中,粳稻/偏粳亚群包括不育系浙04A、4个粳粳交恢复系及粳粳交杂种F_1、3个粳稻对照种和粳稻秀水09;中间偏粳亚群包括8个籼粳交杂种F_1。籼稻主群则包括8个籼粳交组合的恢复系、3个籼稻对照种和籼杂组合汕优6 3。(3)InDe1遗传距离与杂种优势的相关性:在以粳粳交、籼粳交组合整体作为分析对象时,InDe1遗传距离与稻谷产量、每穗总粒数、单穗重呈极显著正相关,与结实率呈显著负相关;仅以籼粳交组合为研究对象时,InDe1遗传距离仅与单穗重和千粒重呈显著正相关。【结论】供试的12个浙优系列中的8个组合被证实为典型的粳不/籼恢型籼粳交组合,这些组合的双亲间具有较远的遗传距离;InDe1遗传距离在不同类型品种间具有较好的杂种优势预测能力,可用于单穗重的优势预测,即随着InDe1遗传距离的扩大,杂种优势主要体现在单穗重的增加上。

利用InDel标记鉴定水稻育种材料的籼粳属性

准确高效鉴定水稻材料的籼粳属性对于开展水稻籼粳亚种间杂种优势利用有着重要意义。利用19对基于籼稻(9311)和粳稻(日本晴)全基因组DNA序列比对获得的差异片段而设计的特异插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)引物,对48份育种上常用的籼稻、粳稻和中间型材料(品种)进行了InDel标记的籼粳属性分析,利用DNA样品在这19对InDel位点上的籼型或粳型基因频率,结合聚类分析和主成分分析,确定了这些材料的籼粳属性,通过比对程氏指数法的籼粳鉴定结果检验了InDel分子标记法在水稻籼粳属性鉴定上的有效性。结果表明,InDel分子标记法与传统的程氏指数法的总体吻合率为89.58%,在典型籼稻或典型粳稻材料上两者的吻合率为100%;在具有复杂遗传背景的中间型材料上,InDel分子标记法比程氏指数法具有更高的准确性。因此,InDel分子标记法是真正鉴定籼粳的特异方法,比传统方法具有更高的灵敏性和准确度,可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化研究。

调控水稻产量性状的分子机理研究进展

随着水稻高产相关基因的克隆与功能分析,调控水稻产量的分子机理逐渐被人们了解与解读。株型控制由基因IPA1及4个直接控制分蘖的基因来共同完成。已报道的与穗发育相关的基因有11个,其中3个基因参与穗分化基本生物学过程,6个基因参与调控籽粒分化比率,2个基因参与调控穗分化期。控制水稻粒型和粒重的基因有5个,分别参与籽粒长、籽粒宽和灌浆过程。水稻产量基因的克隆与解读为水稻高产育种提供了理论指导。