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一种简单高效的水稻体细胞诱变育种新方法(3)

时间:2013-10-29 10:15 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:林建中 点击次数:


  在株1S的24个SV矮化突变株系中,选取了SV5S,SV10S和SV14S等3个综合农艺性状较优的变异株系,对它们的株高和各节间长度进行了分析.由于在不育状态时不育系水稻的穗不能完全从旗叶的叶鞘中伸展出来,对植株高度的测量产生很大的影响[18-19].因此,亲本株1S和其SV突变体(R3)都是经20℃低温处理使其育性恢复后于成熟期测量株高及节间长度(表3).从表中的统计结果可知,在株高上出现株1S,SV10S,SV14S和SV5S依次变矮的顺序,其节间特别是基部的节间明显缩短,而穗长却缩短幅度很小.该结果说明,矮化突变体能显著提高抗倒伏性.通过进一步综合农艺性状的鉴定和评价,发现SV14S的各种农艺性状更加优良[13].于是我们检测了株1S和SV14S各节间及整个茎秆的单位长度干物质含量,以进一步研究SV14S的抗倒伏能力.实验结果发现,除了第一节间外,SV14S其它节间的单位长度干物质含量均比亲本株1S高(表4).该结果说明,突变体SV14S既能增加抗倒伏性,又能提高产量.杂交配组实验也进一步说明了SV14S的优良抗倒伏性能.如SV14S与恢复系912的杂种后代(F1)的抗倒伏性明显优于株1S与912的杂种后代(结果未列出).因此,突变株系SV14S在杂交水稻育种中具有良好的应用前景.另外,我们还对突变株系SV14S进行了相关分子生物学分析,并在基因水平上证明该突变体确实发生了稳定变异,具体结果见先前发表的相关文章[14,20-21].
  在中9B的5个SV矮化突变株系中,经过3~4代的考察和评价,选取了其中综合农艺性状最优的矮化株系命名为SV9B,并对其农艺性状进行了考察和评价.图3显示了SV9B和对照亲本中9B的植株形态、株高和各节间长度.从图可知,中9B和SV9B的植株高度分别为93cm和75cm,SV9B的株高明显低于对照亲本中9B(图3(a)和(b)),而且SV9B的各节间均缩短,其中基部节间长度缩短明显,而上部节间长度缩短幅度较小(图3(c)和(d)).特别是SV9B的III节间的缩短幅度最大,还不到中9B的III节间长度的一半.另外,我们还测量了中9B和SV9B成熟穗的农艺性状(图4和表5),发现与对照亲本中9B相比,SV9B的穗长几乎没有变化,初级小穗数和千粒重稍微降低,而次级小穗数和每穗粒数却显著增加.同时,SV9B的种子比中9B的种子更加饱满(图4(c)).这些结果说明,突变体SV9B不仅增加了抗倒伏性,而且提高了单株产量,具有良好的应用前景.
  优良矮秆突变株系SV14S和SV9B的成功选育为后续的传统杂交育种提供了优质种质资源.随后,以SV14S与优质抗稻瘟病父本ZR02杂交,通过“人工低温与自然低温双重压力选择”和定向培育,育成优质两用核不育系湘陵628S(品种授权号:CNA20070803.1).用该亲本选配的杂交组合在国家和湖南省区试评比中农艺性状表现优异(结果未列出),已获准大面积商业推广.如超级杂交早稻组合陵两优268,两年国家区试第一名,已通过国家审定.同样,利用SV9B与三系胞质不育系T98A测交、多代回交选育出抗倒伏的优质三系胞质不育系SV916A,利用该亲本选育的优质超级杂交稻组合即将应用于生产.总之,这些卓有成效的育种成果的取得进一步证实,利用幼穗为外植体和2,4D为诱变剂的水稻体细胞诱变育种方法是一种简单有效的新型育种方法.同时也说明,在整个诱变和后续的选育过程中,如果结合一定的选择压力可以有效加快育种进程.
  3结论
  在本研究中,通过研究继代时间、2,4D浓度和不同外植体对诱变和分化频率的影响,初步建立了以幼穗为外植体、诱变前继代培养时间为3个周期(约75d)以及以4.0mg/L2,4D为最佳诱变浓度的体细胞诱变育种方法.同时,利用该方法诱变株1S和中9B,分别成功选育到了优良矮化突变株系SV14S和SV9B,为后续的传统杂交育种提供了优质种质资源.这些育种成果的取得进一步证实了该水稻体细胞诱变育种方法是一种简单有效的新型育种方法.
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