粳稻RIL群体中谷粒和米质性状的遗传及与穗角的相关性

论文摘要

粳稻不同品种成熟时有两种穗型:直立穗和弯曲穗。直立穗品种穗角小,弯曲穗品种穗角大。生产实践中,穗角小的直立穗品种产量较高,但品质较差;穗角大的弯曲穗品种品质较好,但产量较低。然而,这种现实中观察到的穗角与产量和米质之间的关系,是无意中选择的结果还是这些性状之间存在着必然的联系呢?产量性状包括农艺性状、穗部性状和谷粒性状,品质性状包括碾磨品质、外观品质、蒸煮食用品质和营养品质,穗角大小与这些性状的关系是否都一致呢?此类研究尚未见报道。本研究利用两种穗型粳稻品种杂交产生的349个株系组成的重组自交系（RIL）群体为材料（未经选择的群体）,对穗角与谷粒性状以及穗角与品质性状之间的相关性进行了分析。并且为了实现水稻育种高产与优质的结合,本研究还利用主基因+多基因混合遗传模型,对7个谷粒性状和12个品质性状的遗传进行了分析,获得结果如下:一、2005年测定了粳稻直立穗品种丙8979和弯曲穗品种C堡杂交后代一粒传构建的349个重组自交系穗角和7个谷粒性状及12个稻米品质性状,分析了穗角与谷粒性状之间及穗角与米质性状之间的相关性。结果表明,穗角与7个谷粒性状中的谷粒厚、谷粒体积和谷粒容重3个性状,与米质12个性状中的糙米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、糊化温度、胶稠度和直链淀粉含量7个性状线性相关均不显著;与谷粒宽、谷粒长宽比、精米率和精米长宽比均呈显著或极显著正相关,但决定系数分别只有0.023、0.029、0.0154和0.058,在生物学上这种线性相关意义不大。穗角与稻谷千粒重、谷粒长、精米粒长呈极显著正相关,决定系数分别达到0.15、0.15和0.22,说明在稻谷千粒重和谷粒长和粒长的变异中,分别有15%、15%和22%左右的变异是由穗角的变异引起的,这种极显著的线性正相关具有一定的生物学意义。因此,在未经穗角选择的群体中,粳稻穗角大小对稻谷千粒重、谷粒长和精米粒长的影响较大,而对其他谷粒和米质性状的影响甚微。所以通过对弯曲穗品种谷粒性状的选择或直立穗品种米质性状的选择是可以选择到优质高产的弯曲穗品种和高产优质的直立穗品种的。由此可知,粳稻穗角与谷粒千粒重之间有一定的正相关关系,但与品质之间并不存在必然的联系,通过遗传改良预期能够获得高产优质新品种。因此有必要进一步对谷粒性状和品质性状的遗传进行分析。二、2005年和2006年调查了粳稻直立穗品种丙8979、弯曲穗品种C堡及其杂交后代一粒传构建的349个重组自交系(2005/F7:8;2006/F8:9)的稻谷千粒重、谷粒长、谷粒宽、谷粒厚、谷粒长宽比、谷粒体积和谷粒容重7个谷粒性状。运用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2和RIL群体联合分析的方法,对这7个性状进行了遗传分析。两年结果均表明:①谷粒千粒重受2对连锁主基因+多基因控制,2对主基因具有显性上位性作用;谷粒长和谷粒容重均受2对连锁加性主基因+多基因控制,2对主基因具有加性×加性的上位性作用;谷粒宽和谷粒长宽比均受2对主基因+多基因控制,2对主基因具有互补作用和加性×加性的上位性作用;谷粒厚受2对连锁主基因+多基因控制,2对主基因具有隐性上位性作用;谷粒体积受2对连锁主基因+多基因控制,2对主基因具有互补作用和加性×加性的上位性作用。②谷粒千粒重和谷粒长2个性状以主基因遗传为主,谷粒宽、谷粒厚、谷粒长宽比、谷粒体积和谷粒容重5个性状以多基因遗传为主。三、2005年调查了上述重组自交系群体糙米率、精米率、整精米率、精米粒长、精米粒宽、精米长宽比、垩白米率、垩白大小、垩白度、糊化温度、胶稠度和直链淀粉含量12个米质性状。运用上述同样的方法,对这12个性状进行了遗传分析。结果表明:①糙米率、精米率和直链淀粉含量均受2对连锁主基因+多基因共同控制,2对主基因具有累加作用和加性×加性的上位性作用;整精米率、精米粒宽、精米长宽比、垩白大小和胶稠度受2对连锁加性主基因+多基因共同控制,2对主基因具有加性×加性的上位性作用;精米粒长、垩白米率、垩白度和糊化温度均受3对加性主基因+多基因共同控制,3对主基因具有加性×加性×加性的上位性作用。②糙米率、精米率、整精米率、精米粒长、精米粒宽、垩白米率、垩白大小、垩白度和糊化温度以主基因遗传为主;精米长宽比、胶稠度和直链淀粉含量以多基因遗传为主。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 水稻品种穗型的分类及其遗传研究
• 1.1 穗型的分类
• 1.2 水稻穗型遗传研究
• 2.谷粒性状的遗传
• 3.稻米品质评价指标、遗传分析及与谷粒性状的关系
• 3.1 稻米品质的评价指标
• 3.1.1 加工品质
• 3.1.2 外观品质
• 3.1.3 蒸煮食用品质
• 3.1.4 营养品质
• 3.2 稻米品质性状的遗传
• 3.2.1 碾磨品质遗传
• 3.2.2 外观品质遗传
• 3.2.3 蒸煮食用品质遗传
• 3.2.4 营养品质遗传
• 3.3 品质性状与谷粒性状间的关系
• 4 数量性状遗传分离分析的原理与方法
• 4.1 遗传分离分析方法的发展
• 4.2 分离分析法中混合分布的一般理论
• 4.2.1 概率密度函数
• 4.2.2 似然函数
• 4.2.3 AIC（Akaike's information criterion）准则
• 4.2.4 似然比检验（likelihood ratio test,LRT）
• 4.2.5 适合性检验
• 4.3 主基因+多基因遗传模型分离分析法
• 5 本研究的目的与意义
• 第二章 粳稻RIL群体中穗角与谷粒和米质性状的相关性分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 田间种植与性状测定方法
• 1.2.2 数据分析原理与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 穗角、谷粒性状和品质性状的变异
• 2.2 粳稻穗角与7个谷粒性状和12个稻米品质性状的相关性分析
• 2.3 谷粒性状与品质性状间的相互关系
• 3 讨论
• 3.1 穗角与谷粒性状和品质性状的关系
• 3.2 谷粒性状与品质性状的关系
• 3.3 穗角与稻谷粒形和稻米品质关系研究的思考
• 第三章 利用粳稻RIL群体两年资料对7个谷粒性状的遗传分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 田间种植与性状测定方法
• 1.2.2 数据分析原理与方法
• 2.结果与分析
• 2.1 谷粒千粒重次数分布及其遗传分析
• 2.2 谷粒长次数分布及其遗传分析
• 2.3 谷粒宽次数分布及其遗传分析
• 2.4 谷粒厚次数分布及其遗传分析
• 2.5 谷粒长宽比次数分布及其遗传分析
• 2.6 谷粒体积次数分布及其遗传分析
• 2.7 谷粒容重次数分布及其遗传分析
• 3 讨论
• 第四章 利用粳稻RIL群体对12个米质性状的遗传分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 田间种植与性状测定方法
• 1.2.2 数据分析原理与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 糙米率次数分布及其遗传分析
• 2.2 精米率次数分布及其遗传分析
• 2.3 整精米率次数分布及其遗传分析
• 2.4 粒长次数分布及其遗传分析
• 2.5 粒宽次数分布及其遗传分析
• 2.6 长宽比次数分布及其遗传分析
• 2.7 垩白米率次数分布及其遗传分析
• 2.8 垩白大小次数分布及其遗传分析
• 2.9 垩白度次数分布及其遗传分析
• 2.10 糊化温度次数分布及其遗传分析
• 2.11 胶稠度次数分布及其遗传分析
• 2.12 直链淀粉含量次数分布及其遗传分析
• 3 讨论
• 全文结论
• 参考文献
• 在读期间发表的文章
• 致谢