雌性败育野生稻资源生物学特性及应用价值分析

雌性败育野生稻资源生物学特性及应用价值

分析

作者：谷长先 陈庭木 徐大勇 潘启民 高一枝

摘要论述了雌性败育野生稻资源的生物学特性,分析了其不育的可能遗传模型,指出其可利用的优良性状,以期为水稻育种研究提供科学依据。

关键词雌性败育野生稻;生物学特性;遗传模式;优良性状

2007年春,江西一枝花新品种培育室引进了一份“雌性败育野生稻资源”种植于三亚南繁科学技术研究院实验地中。雌性不育野生稻,属于一般野生稻类型,一样其雌性败育特性极难利用,但该种质作为改良性状及抗性的资源,仍有较好的应用前景。为此,探讨雌性败育野生稻资源的生物学特性及其应用价值,对增进该品种资源的合理利用有重要意义。

1雌性不育野生稻生物学特性

雌性不育野生稻有壮大的须根系,具不定根,连年生。茎直立,长度185 cm左右,直径约 cm,地下茎明显、发达,节部生根并着生地上茎,分蘖力强;叶披形,狭长,叶耳黄绿色,叶枕无色,基部叶鞘绿色,光叶;圆锥花序,穗枝散生,穗颈较长,枝梗少,几乎无二次枝梗,每穗20~60粒,小穗较小、短,长宽比约为2,花药肥大,挤满颖壳内部,柱头紫色、肥大,羽状分枝多,几乎100%外露,极度向下弯曲,花粉量庞大。稃尖无

色,结实率极低,极易落粒,花时较粳型品种晚约1 h;柱头自交异交均不育,花粉镜检与杂交均表现育性正常;偶有白叶枯,无稻瘟病、纹枯病,抗飞虱、抗螟虫[1]。

据3种野生稻表现对照[2-3]及该种质的植物学性状分析可知,雌性不育野生稻多数性状同一般野生稻相似,但地下茎不符合,可能是雌性不育后自然选择造成的,但仍应划归为一般野生稻类型。 2雌性不育可能遗传模式分析 核变异

显性基因操纵。雌性败育野生稻作父本,与一般水稻杂交,后代仍雌性败育,假设育成雌性败育不育系,无法配制组合,作恢复系,自身无法繁衍[2-3]。

隐性基因操纵。作父本与一般水稻杂交,杂种1代可育,杂种2代显现雌性败育株,以此选育雌性不育恢复系,只能通过雌性不育基因杂合选择法保留后代,制种时因存在同型可育株,达不到免割父本及爱惜知识产权的目的。只能以无法繁衍保留后代,实践技术难度极大,且本钱太高。 质变异

雌性作母本与野生稻杂交,杂种1代永久败育;作父本,杂种1代与2代均全数正常发育。大量实际测交说明,作母本极难杂交。本型也只能以无性繁衍保留后代,实践技术难度极大,且本钱太高。 质核互作型

因为细胞质的参与,与质变异一样难以应用。

显性不育。作父本与野生型杂交,杂种1代雌性败育,无后代。 隐性不育。雌性败育野生稻作父本与野生型杂交。假定隐性不育基因为fr,恢复基因型为FrFr或FrFr,维持株基因型为frfr。Frfr显现1/2的杂合后代。FrFr正常生殖,不能产生雌性败育现象,frfr雌性败育,不能生产雌性败育不育系种子,Frfr中只能用可育株给不育株授粉[4-6],后代不能应用。 生态型不育

反映类型应与光温敏核不育系相似,在三亚应该有较明显的转换期,但雌性败育野生稻在三亚周年完全雌性不育,属生态型不育的可能性极小。 化恢型不育

只有在挑选到化学恢复剂时才能应用,事实上,在已有不育系类型中未发觉化学恢复剂。因此,此类工作开展将十分艰巨。

在现有的推测中,雌性败育均不宜利用。既不能用其研究混播种制种,又不能作为爱惜知识产权的一种手腕,同时不能作为一种杂种优质利用的途径,因此雌性败育特性目前在水稻育种中较难应用。 3雌性败育野生稻可利用的优良性状

一是本资源柱头外露率极高,且柱头极大,可用于改良现有不育系的开花习性,提高异交率。二是该资源综合性状优良,可作为挖掘抗性基因的重要资源,但因远缘杂交及其自身性状较差,需用回交及大群体选种的方式才能利用,同时用分子标记辅助选择也较有效,但工作量专门大。三是花药肥大,花粉量庞大,可用于改良恢复系的花粉量,有利于提高制种产量。