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本文以本研究室培育和创制的系列旱稻品种(系)及其突变体与生产上广泛应用的水稻不育系(三系、两系)、保持系和恢复系为研究对象,研究了旱稻突变体idrl-1和297-28与其野生型IAPAR9、旱稻297的抗旱性变异,探测了系列旱稻及矮秆突变体idrl-1与水稻不育系(保持系)、恢复系间杂种F1的育性、农艺性状配合力与杂种优势及其遗传效应和抗旱相关生理机理;分析了idrl-l分别与两系不育系H14S、三系保持系天丰B及恢复系93-11间杂交后代有关性状的遗传规律,评价了经旱稻及idrl-1改良的后代矮秆抗旱株系与恢复系配置的杂种的抗旱性和产量潜力,得到如下主要结果:1.形态发育、农艺性状及水分与光合等生理性状的综合对比观测表明,idrl-1是高秆旱稻品种IAPAR9的抗旱显著增强型矮秆突变体,而297-28属于抗旱优良品种HD297的对干旱高度敏感型突变体,其部分性状的抗旱性甚至弱于典型水稻沈农265。2.在水作环境下,旱稻与三系的保持系杂种F1在各个农艺性状上均表现明显的杂种优势,其父、母本效应及父、母组合之间互作效应均达到显著水平以上,且广义遗传率较高,而狭义遗传率以茎基粗较高。矮秆的旱稻品系LB-66F5-10和idrl-1以及水稻保持系中九B、K17B、珍汕97B等亲本具有较高的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)。旱稻与恢复系间杂种F1除育性外所有性状存在中亲杂种优势,其中单株谷重普遍高达中亲值的近2倍。除抽穗期和分蘖之外,各性状旱稻、水稻亲本的加性效应极显著,而其组合间显性效应多不显著。加性效应值较大的母本是idrl-1、IRAT109,父本是93-11、光辉207,其相互组合的显性效应值也相对较大。3.在旱作环境下,旱稻与两系不育系杂种F1基因型效应因不同父本或母本差异极显著,在抗旱相关性状等有明显优势。多数性状以GCA方差为主且遗传率较大。旱稻父本idrl-l、IRAT109和水稻不育系母本深08S、H14S具有较大的GCA和SCA。在水作环境下,各性状基因型效应达到极显著水平,多数以广义遗传率为主,母本培矮64-2S、H14S和父本idrl-1、IRAT109、旱稻180等亲本GCA和SCA相对效应较大。单株谷重与各性状显著相关,其他性状之间的相关性也较为紧密,单株地上部干重、抽穗期、分蘖和结实率对单株谷重的影响依次减小。40个杂种F1可划分为4个类型,父本为idrl-1、IRAT109,母本为培矮64-2S、H14S、广占63S等的组合表现突出。4.两个杂种F1抗旱性高于双亲,机理在于其拥有较高的POD、SOD活性,能及时清理有害物质,细胞内脯氨酸等渗透调节物质大量合成,维持着植物体内水分环境,叶片水势较高,细胞膜和叶绿素相对稳定,光合作用未受抑制,即使得杂种的生活力不会因干旱胁迫而受到抑制。5.各分离世代各农艺性表现多呈多峰分布,少数呈单峰或双峰分布。多数性状遗传模型为2对主基因加多基因的遗传模型,少数仅含有单基因或多基因效应。各世代主基因遗传率均较高,且一般主基因遗传率高于多基因遗传率;B1、B2和F2分离世代主基因遗传率大致相同。6.水稻三系不育系经旱稻及idr1-1转育的后代矮秆抗旱株系与恢复系测配F1的抗旱性得到了显著或极显著改良,强于对照IRAT109、旱优3号、9311lidr1-1,略低于idr1-1,产量潜力均高于对照。表明idr1-1的强抗旱性能在其与水稻不育系的杂交后代中得到保留,并能与水稻杂种优势有效聚合甚至进一步提高。