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以粳型不育系2419A、TA、中14A、1024A和恢复系C253、C418、9022、R198组配的4×4不完全双列杂交的F<,1>、F<,2>及亲本为试材。应用条件遗传方差分量分析方法研究不同发育时期水稻强、弱势粒灌浆速率的遗传效应。应用包括种子效应、细胞质效应、母体效应的三倍体(或二倍体)种子模型研究稻米品质、灌浆的遗传控制,并分析了强、弱势粒灌浆特点与稻米品质的关系。得出以下主要结论:
1、强、弱势粒灌浆速率遗传特点条件方差分析能检出一些非条件方差分析不能检出的方差分量。条件方差结果证明:Ⅰ.强势粒灌浆速率表达主要受遗传因素控制。前期以胚乳效应为主,中、后期以细胞质效应、母体效应为主。从遗传方差的性质看,前期以胚乳加性方差为主。母体加性方差在整个灌浆期间都有显著的表达。Ⅱ.弱势粒的灌浆速率在前期、后期易受环境影响,前期以胚乳加性×环境互作效应为主,后期以细胞质×环境互作效应为主。仅在中期以遗传因素为主,此时胚乳加性、母体加性方差均显著,但以胚乳效应为主。因此,强、弱势粒灌浆速率应根据籽粒胚乳加性方差,分别在灌浆的前期、中期进行选择。后期提高母体植株的光合效率可能对弱势粒的灌浆有帮助。
2、稻米品质遗传特点碾磨品质的遗传受母体、种子体系共同控制,二者同等重要。外观品质中长、宽、厚和粒形的遗传受到母体、种子体系控制,但以种子效应为主。碾磨品质与外观品质都不受细胞质效应的影响。垩白的遗传受环境影响最大,其遗传控制以互作方差中的母体与环境、种子与环境互作为主。直链淀粉含量的遗传主要受种子遗传体系控制。糊化温度的遗传以基因与环境互作为主,蛋白质含量的遗传同时受基因型、基因型与环境互作影响,都以遗传主效应中的种子效应为主,均以加性方差为主。因此,对稻米品质的改良应根据遗传控制体系的不同分别进行选择,对于种子体系控制的性状主要选择籽粒基因型,对于母体效应控制的则主要考察母体植株基因型。受环境影响较大的性状,通过选择获得适宜某一年份或某一特殊环境的育种试材。由于基因效应均以加性为主,可在早世代对预选目标性状进行选择。
3、稻米品质杂种优势杂交粳稻在品质上存在一定的杂种优势,以垩白度、粒重杂种优势最大。杂种优势使得杂交稻碾磨品质、粒重提高,直链淀粉含量降低,但外观品质降低、糊化温度升高。
杂交后代稻米品质的表现主要与恢复系相关密切。杂交粳稻稻米品质改良重点在外观品质上。恢复系选择是外观品质提高的途径。2419A、R198、C418是综合性状较好的亲本。
4、强、中、弱势粒稻米品质的差异碾磨品质除精米率外,粒位间差异都达到了极显著水平。中位粒的碾磨品质较好。外观品质除垩白大小外,其他性状在粒位间都存在差异。强势粒在外观品质中表现最好,粒形偏长、垩白小。蒸煮食味品质中,糊化温度粒位间差异不显著,直链淀粉含量与籽粒发育先后有关,先开花的强势粒直链淀粉含量较低,中、弱势粒直链淀粉含量依次升高。因此碾磨品质改良重点在强、弱势两种极端籽粒,外观品质、蒸煮食味品质的改良重点在中、弱势粒。
5、灌浆与稻米品质的关系水稻灌浆特性主要与碾磨品质、外观品质有~定的相关性,与蒸煮食味品质相关性较小。碾磨品质中,灌浆主要影响整精米率。强、弱势粒灌浆与品质的关系不完全一致,弱势粒品质的表现与灌浆相关较密切。对于强势粒,达到最大灌浆速率的天数越长,其整精米率、厚度越大。对于弱势粒,达到最大灌浆速率的天数、有效灌浆期越长,中、后期灌浆速率越慢,整精米率越高。最大灌浆速率、中后期灌浆速率越大,长度增加的可能性越大。后期灌浆速率快有利于增大粒形。垩白米率、垩白度主要与灌浆起始势、活跃灌浆期正相关。强势粒最大灌浆速率、后期灌浆速率与百粒重性状显著相关。弱势粒灌浆与粒重相关不显著。