论文部分内容阅读
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,养育了全世界半数以上的人口。早稻存在产量和生育期难以协调的矛盾,陆两优996比对照金优402增产7.8%,生育期短1天。本研究以陆两优996、两亲本和F2群体为材料,通过对光合特性、叶片衰老的相关酶活性研究,分析陆两优996高产的原因,同时阐述陆18S的雄性不育的生理生化机理;利用SRAP和RAPD技术,构建了遗传连锁图谱,进行了QTL的定位。主要结果如下:1.在产量组成要素中,陆两优996比父本单位面积有效穗数显著增加,千粒重增加,结实率高于父本,单穗的颖花数和总实粒数低于父本996,总产增产5.81%。每穗颖花数和实粒数与倒二叶长、剑叶长、与功能叶面积呈显著正相关,与叶宽不显著。2.陆两优996和父本996在叶绿素含量与产量的关系中,叶绿素含量与产量呈正相关,其中叶绿素含量以叶绿素a的影响最大,母本陆18S的总叶绿素和叶绿素a含量最高,父本996的叶绿素b的含量最高,陆两优996介于中间。在生长过程中,低叶绿素a/b比值并没有促成光合速率的提高,在低光强下,仍具有较高的光合速率,即具有低补偿点。在孕穗期,陆18S光合速率低于父本996和陆两优996,在抽穗扬花期后,以陆18S的光合速率最大。光合速率与气孔导度呈正相关,与剑叶胞间CO2浓度不显著,气孔导度与蒸腾速率成比例关系。在选择品种时,以叶绿素含量高,具有较低叶绿素a/b有利于增加产量。3.陆两优996及其亲本剑叶可溶性糖、淀粉含量和脯氨酸含量存在显著差异,不育系陆18S与陆两优996和父本996可溶性糖无差异,淀粉含量和脯氨酸含量明显偏低,可能是花粉败育的原因。在生长后期,剑叶SOD、CAT、POD活性以陆18S最高、陆两优996次之,父本996最低,MDA含量则正好相反。说明正常水稻在生长后期,需要消耗大量的养分,而两用核不育系陆18S雄性败育不结实,消耗物质少,表现出不容易衰老。4.陆两优996的F2群体分析结果表明,剑叶长、株高与每穗颖花数呈显著正相关,株高与穗长呈正相关,与有效穗数呈负相关。因此,利用杂种优势时,尽量使父母本的优势互补。5.SRAP标记是一种新的标记技术,具有简便、稳定、产率高、广泛适用和便于克隆目的片段等优点,尤其可检测基因的可译框区域。其上游引物可对外显子进行扩增,下游引物可对内含子区域、启动子区域进行扩增。由270对SRAP引物和308条RAPD引物筛选组成的62个标记构建13个连锁群的分子遗传连锁图谱,总长度为1106.2cM,平均距离为18.44cM。其中最大的连锁群有12个标记组成,最长的连锁群为270cM,最小的连锁群为9.4cM,最大距离为47.8cM,最小距离为0.9cM。利用复合区间作图法对株高、有效分蘖数和实粒数进行QTLs定位,总共发现6个位点,其中控制实粒数2个QTL,加性效应达到93.57。株高、有效分蘖数和实粒数均有1个标记位于第8连锁群同一区间内,相互紧密连锁,株高与有效分蘖数呈负相关。6.利用陆18S与三个父本杂交,并对F2进行花粉育性和结实率观察和遗传分析,确认陆18S不育系由1对隐性核基因控制。通过分子标记的筛选,找到了与陆18S雄性不育紧密连锁的RAPD标记S490,片段大小为850bp,与Kotb等发现的片段大小基本一致。7.通过对RAPD和SRAP引物的筛选,选择几条特异带,进行回收和用PMD18-T载体转化,通过测序,得到片段的碱基序列。在Ncbi网站进行Blastn,发现从陆18S回收的A370为一同源性相当高的片段,在6个染色体上都有88%以上的同源性,片段大小在330bp以上,这很可能为一基因家族。在父本996上通过RAPD扩增回收的880bp片段,两端的同源性相当高,在中间却发现一小片段多数碱基发生变化,分布在所有染色体上。这种现象有待以后研究。8.利用SRAP指纹图谱技术,用引物对Me3Em8在陆两优996进行纯度鉴定,条带在杂交种完全互补,对200株样本进行了纯度鉴定,结果鉴定纯度为97.50%,与田间种植鉴结果97.50%(海南鉴定)一致,表明SRAP标记技术对陆两优996鉴定,准确性很高。