1份廣親和恢復系早熟突變體的篩選與遺傳分析

2016-09-09 08:30:07李友發馬興華富昊偉嘉興市農業科學研究院浙江嘉興314016

浙江農業科學 2016年7期

李友發，馬興華，富昊偉（嘉興市農業科學研究院，浙江嘉興 314016）

李友發，馬興華，富昊偉
（嘉興市農業科學研究院，浙江嘉興 314016）

用350 Gy的γ射線輻照處理水稻廣親和恢復系T23種子，經M2代大群體篩選，獲得早熟突變體76份，突變頻率為0.149%。經M3、M4驗證，篩選出6份早熟突變體。對這6份早熟突變體的突變基因進行遺傳分析，表明6份突變體的早熟性均由一對隱性基因控制，等位性測定顯示6個突變基因互為等位基因。對突變體在浙江嘉興和海南陵水兩地種植的農藝性狀進行比較研究，表明突變體在結實率和每穗粒數方面均較親本明顯下降，其他性狀差異不顯著。

誘變；突變體；早熟性；水稻

文獻著錄格式：李友發，馬興華，富昊偉.1份廣親和恢復系早熟突變體的篩選與遺傳分析［J］.浙江農業科學，2016，57（7）：1043-1045.

近年來，以甬優系列為代表的秈粳交雜交水稻新組合在生產上應用日益廣泛，但生育期偏長仍是該類型組合推廣應用的瓶頸。早熟突變體是γ射線輻照誘變最易獲得的突變類型之一，探索通過誘變手段，對秈粳交組合的親本誘發早熟突變體，最終達到縮短組合生育期的目的，有現實生產意義。作者對1份廣親和恢復系T23進行γ射線輻照誘變，篩選早熟突變體，對篩選到各世代早熟突變體的農藝性狀進行比較，并對早熟突變基因的遺傳與等位性作了相關研究，為進一步利用其來改良雜交組合的生育期提供理論依據。

1　材科與方法

1.1誘變與篩選

采用浙江大學、嘉興市農業科學研究院、浙江之豇種業合作選育的穩定高世代廣親和恢復系T23作誘發品種。2012年11月，用300 Gy劑量（5 Gy· min-1）60Coγ射線輻照處理T23干種子500 g。

同年12月5日將M1種子播種于海南陵水，1月3日移栽，田間肥水管理同一般水稻品種。記載始穗期，成熟期嚴格去雜后，取10株M1調查株高、有效穗，考查結實率。混收獲得M2種子。

2013年在嘉興種植M2種子，4月10日播種，5月9日移栽，始穗期重點觀察并篩選早熟突變體。單株以主穗伸出苞葉5 cm左右為始穗期，對早熟株逐株掛牌。收獲時根據吊牌上日期，比對照品種始穗早5 d以上的，確認為早熟突變體。

1.2農藝性狀觀察

6份早熟突變體TE1、TE2、TE3、TE4、TE5和TE6的M2代及親本T23種植在海南陵水，12月10日播種，1月5日移栽。M3及親本種植在浙江嘉興，6月1日播種，7月1日移栽。以10%穗抽出5 cm為標準記錄各株系始穗期，成熟前1 d考查株高和有效穗數等。

1.3遺傳分析

以親本T23為母本，分別與T23輻照處理后代中篩選到的6份早熟突變體TE1，TE2，TE3，TE4，TE5和TE6作父本，配置6個雜交。2014年在浙江嘉興選擇肥力均勻的小區種植這些F1代材料。6月1日播種，6月25日移栽，每個F1及親本T23（對照，CK）種植12株。始穗期逐日觀察各組合及對照的始穗情況。收獲F1及對照種子，2015年在嘉興同一試驗場地種植6個F2代群體及對照。F2代群體種植1 000株左右，從第1株始穗開始，以穗伸出穗頸5 cm左右為標準，記錄日期于吊牌上并掛于該植株。逐株掛吊牌記錄始穗期，每組合為200株。待調查群體全部植株均掛牌后，調查F2代群體中始穗期分布情況。

為驗證這些同性狀突變體基因的等位性，2014年春在海南陵水配置了TE1/TE2、TE2/TE3、TE3/TE4、TE4/TE5、TE5/TE6共5個雜交，2015年夏季在嘉興種植這5個的雜交F1代及相應親本，觀察播始歷期的表現。

2　結果與分析

2.1突變頻率

T23早熟突變體的M1代在海南陵水種植時，結實率僅為45.5%，遠低于親本T23的87.8%。說明300 Gyγ射線處理會導致M1代結實率極明顯下降。其他如株高、有效穗、每穗總粒數、千粒重等，M1代和親本差異不顯著。

M2代篩選群體總株數為51 000株，掛牌早熟3 d以上的突變體，共76株，突變頻率為0.149%，經M3、M4驗證，早熟6 d以上的突變體有11份，最后選擇進一步研究的TE1、TE2、TE3、TE4、TE5和TE6共6份。

2.2突變體在海南陵水和浙江嘉興的早熟性及農藝性狀

6份早熟突變體在海南種植時，播始歷期較親本T23播始歷期分別縮短7、6、6、7、6和8 d（表1），在嘉興種植時分別縮短9、8、7、7、8和7（表2）。表明兩地早熟特性表現一致。

表1　T23早熟突變體在海南陵水種植的農藝性狀表現

表2　T23早熟突變體在浙江嘉興種植的農藝性狀表現

早熟突變體的結實率無論在海南還是嘉興，均較相應對照（親本T23）下降，穗形也明顯變小，而千粒重和單株有效穗2個性狀和對照沒有明顯差別。綜合體現各種性狀的單株稻谷產量也呈現早熟突變體較親本明顯降低，說明選擇的早熟突變體在每穗總粒數、結實率、單株產量性狀上有劣變趨勢（表1—2）。

2.3突變基因遺傳分析

2.3.1各突變體的早熟性狀均由1對隱性基因控制

表3—4表明，6個親本與突變體的雜交F1代的播始歷期均為90 d，與親本T23一致，而與突變體偏離，說明突變體的早熟性狀是由隱性基因控制的。從F2代植株播始歷期呈現3∶1的峰值分布，即在播始歷期90 d左右（親本T23的播始歷期）形成一個大的峰值，而在播始歷期84 d（突變體的播始歷期）左右形成一個小的峰值；且6個突變體表現一致，由此證實6個突變體的早熟性狀均由一對隱性基因控制。

表3　T23早熟突變體與親本雜交的播始歷期分離表現

2.3.26個突變體的6個突變基因互相等位

TE1/TE2、TE2/TE3、TE3/TE4、TE4/TE5、TE5/TE6的F1的播始歷期分別為82、83、83、82和83 d，接近突變體的81～83 d，而顯著偏離親本T23的90 d，這初步證明TE1、TE2、TE3、TE4、TE5和TE6的早熟突變基因互相是等位的。因為如果不等位的話，早熟性狀由一對隱性基因控制，F1應該表現親本T23的播始歷期。