李友發(fā)，馬興華，富昊偉（嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江嘉興 314016）

1份廣親和恢復(fù)系早熟突變體的篩選與遺傳分析

李友發(fā)，馬興華，富昊偉
（嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)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(fù)系T23種子，經(jīng)M2代大群體篩選，獲得早熟突變體76份，突變頻率為0.149%。經(jīng)M3、M4驗(yàn)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(jìn)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(gè)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(nóng)藝性狀進(jìn)行比較研究，表明突變體在結(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)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(xiàn)著錄格式：李友發(fā)，馬興華，富昊偉.1份廣親和恢復(fù)系早熟突變體的篩選與遺傳分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（7）：1043-1045.

近年來，以甬優(yōu)系列為代表的秈粳交雜交水稻新組合在生產(chǎn)上應(yīng)用日益廣泛，但生育期偏長仍是該類型組合推廣應(yīng)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(fā)早熟突變體，最終達(dá)到縮短組合生育期的目的，有現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。作者對1份廣親和恢復(fù)系T23進(jìn)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(nóng)藝性狀進(jìn)行比較，并對早熟突變基因的遺傳與等位性作了相關(guān)研究，為進(jìn)一步利用其來改良雜交組合的生育期提供理論依據(jù)。

1　材科與方法

1.1誘變與篩選

采用浙江大學(xué)、嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、浙江之豇種業(yè)合作選育的穩(wěn)定高世代廣親和恢復(fù)系T23作誘發(fā)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(yán)格去雜后，取10株M1調(diào)查株高、有效穗，考查結(jié)實(shí)率?；焓斋@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(diǎn)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(shí)根據(jù)吊牌上日期，比對照品種始穗早5 d以上的，確認(rèn)為早熟突變體。

1.2農(nóng)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(biāo)準(zhǔn)記錄各株系始穗期，成熟前1 d考查株高和有效穗數(shù)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(gè)雜交。2014年在浙江嘉興選擇肥力均勻的小區(qū)種植這些F1代材料。6月1日播種，6月25日移栽，每個(gè)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(yàn)場地種植6個(gè)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(biāo)準(zhǔn)，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(diào)查群體全部植株均掛牌后，調(diào)查F2代群體中始穗期分布情況。

為驗(yàn)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(gè)雜交，2015年夏季在嘉興種植這5個(gè)的雜交F1代及相應(yīng)親本，觀察播始?xì)v期的表現(xiàn)。

2　結(jié)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(shí)，結(jié)實(shí)率僅為45.5%，遠(yuǎn)低于親本T23的87.8%。說明300 Gyγ射線處理會導(dǎo)致M1代結(jié)實(shí)率極明顯下降。其他如株高、有效穗、每穗總粒數(shù)、千粒重等，M1代和親本差異不顯著。

M2代篩選群體總株數(shù)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(jīng)M3、M4驗(yàn)證，早熟6 d以上的突變體有11份，最后選擇進(jìn)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(nóng)藝性狀

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

表1　T23早熟突變體在海南陵水種植的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

表2　T23早熟突變體在浙江嘉興種植的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

早熟突變體的結(jié)實(shí)率無論在海南還是嘉興，均較相應(yīng)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(gè)性狀和對照沒有明顯差別。綜合體現(xiàn)各種性狀的單株稻谷產(chǎn)量也呈現(xiàn)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(shù)、結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)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(gè)親本與突變體的雜交F1代的播始?xì)v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?xì)v期呈現(xiàn)3∶1的峰值分布，即在播始?xì)v期90 d左右（親本T23的播始?xì)v期）形成一個(gè)大的峰值，而在播始?xì)v期84 d（突變體的播始?xì)v期）左右形成一個(gè)小的峰值；且6個(gè)突變體表現(xiàn)一致，由此證實(shí)6個(gè)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?xì)v期分離表現(xiàn)

2.3.26個(gè)突變體的6個(gè)突變基因互相等位

TE1/TE2、TE2/TE3、TE3/TE4、TE4/TE5、TE5/TE6的F1的播始?xì)v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?yàn)槿绻坏任坏脑挘缡煨誀钣梢粚﹄[性基因控制，F(xiàn)1應(yīng)該表現(xiàn)親本T23的播始?xì)v期。

表4　T23早熟突變體與親本雜交F2群體植株的分離表現(xiàn)

3　小結(jié)與討論

本研究用γ射線輻照誘變水稻廣親和恢復(fù)系T23獲得的早熟突變體，試驗(yàn)研究證明是受1對隱性基因控制的，和前人的研究一致。

本試驗(yàn)中6個(gè)突變體的早熟性狀基因彼此之間等位，暗示發(fā)生早熟突變的位點(diǎn)是比較保守的。陳秀蘭等［1-2］基于歷年來誘變選育早熟突變體積累的數(shù)據(jù)，認(rèn)為同類型的品種在相同的誘發(fā)條件下會產(chǎn)生相似的早熟突變體。這種現(xiàn)象是否是分子基礎(chǔ)上的必然，有待進(jìn)一步探索。

［1］ 陳秀蘭，柳學(xué)余.誘發(fā)秈稻早熟同型系的研究-Ⅱ早熟同型系與秈稻生態(tài)類型的關(guān)系［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2001，15（5）：257-262.

［2］ 陳秀蘭，柳學(xué)余.誘發(fā)秈稻早熟同型系的研究-Ⅲ早熟同型系的發(fā)生與不同系譜親緣的關(guān)系［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2002，16（6）：337-341.

（責(zé)任編輯：張才德）

S511

A

0528-9017（2016）07-1043-02

10.16178/j.issn.0528-9017.20160726

2016-05-12

浙江省嘉興市重點(diǎn)項(xiàng)目（2013BZ26005）；嘉興市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目

李友發(fā)（1977—），男，湖南永州人，高級農(nóng)藝師，從事雜交水稻及誘變育種工作，E-mai1：liyoufa66@sina.com。