水稻光温敏核不育系的鉴定及合风对育性的影响
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摘要
自从两系法杂交水稻应用到实际生产中以米,全国已育成一批粳、籼型光温敏核不育系,取得了可喜的成就。但由于水稻两用核不育系的选育还存在许多问题,如光温敏核不育系在育性敏感期内遇到强烈的低温,育性容易波动,使杂交种纯度降低等,所以,探讨和鉴定光温敏核不育水稻育性情况,在两系杂交水稻生产上有重要的意义和应用价值。在本文中,通过鉴定300多份光温敏不育系的不育性,选育出育性较稳定11个籼型温敏不育系和8个粳型光敏不育系。在杭州自然条件下利用AMMI(additive main effects and effects and multiplicantive
interaction)模型鉴定了不同核不育水稻对日长的敏感性;并观察研究了新选育的11个籼型温敏核不育系受台风影响,育性波动情况,以期为光温敏核不育水稻的实际生产提供理论依据。获得如下主要结论:
1.提出了利用自然日长鉴定光敏不育系的方法。通过将8个水稻光敏不育系育性敏感期日长分成6个梯度,温度分成11个梯度,并与正常花粉率育性资料匹配,应用AMMI(Additive Main effects and Multiplicative Interaction)模型分析了光敏核不育水稻对日长的敏感性,以及温度在育性转换中的协同作用。表明:参试的8个不育系均为光敏核不育系,只有TL5(Ⅴ4)平均正常花粉率(43.81%)受日长梯度的两个主成分IPCA1和IPCA2影响明显不同。而TL3(Ⅴ2)受温度影响较大,其它7个不育系主要受光照影响,温度起协同作用。当不育系育性敏感期光照随日长缩短ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ,不育系平均正常花粉率逐步增加分别为0.00%、1.65%、10.48%、51.89%、60.84%,参试不育系可育临界日长为13.0h～13.8h。随温度升高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ,不育系平均正常花粉率波动不定,依次为1.64%、6.06%、1.65%、23.58%、18.31%、35.25%、55.12%、41.95%、41.95%、47.53%、53.02%,不育临界高温为25.0℃,可育临界低温为21.0℃。根据不育系、日长主效应的大小、温度主效应的大小、IPCA1值和IPCA2值的大小及方向,不但可以将参试不育系和日长梯度及温度梯度进行分组,而且可以知晓不育系与光照互作特点,及温度协作特点和不育系育性表达特征特性,从而为光敏不育系的育性稳定性及其应用捉供信息和依据
2.2004年度登陆浙江的4个台风“云娜”(RANANIM)、“艾利”(AERE)、
With the development of the two-line hybrid, there are many fine PTGMS (photo-thermo-sensitive genic male sterile) have been found. Some new developed combinations based on PTGMS have showed a great potential in developing hybrids.However, the fertility of PTGMS lines had been strongly influenced by the environmental conditions during rice growing seasons. PTGMS lines will change from sterile to fertile condition when it meets extremely low temperature during its fertility sensitive stage, and it leads to degradation in purity of hybrid rice seed. So it is very important to research and insight the fertility sensitivity of PTGMS lines.The main contents studied in the current undertaken project are as follows: With the AMMI (additive main effects and multiplicative interaction) analyzing model, the determination of the sensitivity to photoperiod among different PGMS (photo-sensitive genie male sterile) lines was performed, cooperating with the temperature. To assess the genetic differences to long photoperiod stress in the fertility sensitive stage (10d~20d before heading), eight genotypes were grown under the regime natural conditions in Hangzhou, The photoperiod in the fertility sensitive stages involves six levels from <12.9h to >14.2h. When fertility sensitive stage photoperiod were at I, II, III, IV and V, the percentages of fertile pollen vary in the ranges 0.00%、 1.65%、 10.48%、 51.89% and 60.84%, respectively. The critical photoperiod of sterility and fertility in the eight PGMS lines were 13.0h~13.8h. Considering the amounts and directions of main effect and their IPCA1 (interaction principal components analysis) and IPCA2, we can classify the lines and daylengh levels into different groups, and describe the characteristics of genotype × daylengh interaction, offering the information and tools for the development and utility of photo-sensitive male sterile lines. The eight PGMS rice lines with their reproductive sensitivity to long daylengh that can be screened by using the AMMI model may add valuable germplasm the breeding program of hybrid rice.Eleven Oryza saliva thermo-sensitive genic male sterile (TGMS) lines, ZD35S,
ZD45S、 ZD73S、 ZD77S、 ZD151S、 ZD177S、 ZD245S、 ZD291S、 ZD381S、 ZD390S and Peiai64S, were seeded at hangzhou, China 2004. The results of investigations on pollen showed that the impact of Typhoon RANANIM, AERE, SONGDA and HAIMA on some lines were different. Among daily maximum temperature, daily mean temperature and daily minimum temperature, the last one had the most significant correlation with the fertility.
interaction)模型鉴定了不同核不育水稻对日长的敏感性;并观察研究了新选育的11个籼型温敏核不育系受台风影响,育性波动情况,以期为光温敏核不育水稻的实际生产提供理论依据。获得如下主要结论:
1.提出了利用自然日长鉴定光敏不育系的方法。通过将8个水稻光敏不育系育性敏感期日长分成6个梯度,温度分成11个梯度,并与正常花粉率育性资料匹配,应用AMMI(Additive Main effects and Multiplicative Interaction)模型分析了光敏核不育水稻对日长的敏感性,以及温度在育性转换中的协同作用。表明:参试的8个不育系均为光敏核不育系,只有TL5(Ⅴ4)平均正常花粉率(43.81%)受日长梯度的两个主成分IPCA1和IPCA2影响明显不同。而TL3(Ⅴ2)受温度影响较大,其它7个不育系主要受光照影响,温度起协同作用。当不育系育性敏感期光照随日长缩短ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ,不育系平均正常花粉率逐步增加分别为0.00%、1.65%、10.48%、51.89%、60.84%,参试不育系可育临界日长为13.0h～13.8h。随温度升高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ,不育系平均正常花粉率波动不定,依次为1.64%、6.06%、1.65%、23.58%、18.31%、35.25%、55.12%、41.95%、41.95%、47.53%、53.02%,不育临界高温为25.0℃,可育临界低温为21.0℃。根据不育系、日长主效应的大小、温度主效应的大小、IPCA1值和IPCA2值的大小及方向,不但可以将参试不育系和日长梯度及温度梯度进行分组,而且可以知晓不育系与光照互作特点,及温度协作特点和不育系育性表达特征特性,从而为光敏不育系的育性稳定性及其应用捉供信息和依据
2.2004年度登陆浙江的4个台风“云娜”(RANANIM)、“艾利”(AERE)、
With the development of the two-line hybrid, there are many fine PTGMS (photo-thermo-sensitive genic male sterile) have been found. Some new developed combinations based on PTGMS have showed a great potential in developing hybrids.However, the fertility of PTGMS lines had been strongly influenced by the environmental conditions during rice growing seasons. PTGMS lines will change from sterile to fertile condition when it meets extremely low temperature during its fertility sensitive stage, and it leads to degradation in purity of hybrid rice seed. So it is very important to research and insight the fertility sensitivity of PTGMS lines.The main contents studied in the current undertaken project are as follows: With the AMMI (additive main effects and multiplicative interaction) analyzing model, the determination of the sensitivity to photoperiod among different PGMS (photo-sensitive genie male sterile) lines was performed, cooperating with the temperature. To assess the genetic differences to long photoperiod stress in the fertility sensitive stage (10d~20d before heading), eight genotypes were grown under the regime natural conditions in Hangzhou, The photoperiod in the fertility sensitive stages involves six levels from <12.9h to >14.2h. When fertility sensitive stage photoperiod were at I, II, III, IV and V, the percentages of fertile pollen vary in the ranges 0.00%、 1.65%、 10.48%、 51.89% and 60.84%, respectively. The critical photoperiod of sterility and fertility in the eight PGMS lines were 13.0h~13.8h. Considering the amounts and directions of main effect and their IPCA1 (interaction principal components analysis) and IPCA2, we can classify the lines and daylengh levels into different groups, and describe the characteristics of genotype × daylengh interaction, offering the information and tools for the development and utility of photo-sensitive male sterile lines. The eight PGMS rice lines with their reproductive sensitivity to long daylengh that can be screened by using the AMMI model may add valuable germplasm the breeding program of hybrid rice.Eleven Oryza saliva thermo-sensitive genic male sterile (TGMS) lines, ZD35S,
ZD45S、 ZD73S、 ZD77S、 ZD151S、 ZD177S、 ZD245S、 ZD291S、 ZD381S、 ZD390S and Peiai64S, were seeded at hangzhou, China 2004. The results of investigations on pollen showed that the impact of Typhoon RANANIM, AERE, SONGDA and HAIMA on some lines were different. Among daily maximum temperature, daily mean temperature and daily minimum temperature, the last one had the most significant correlation with the fertility.
引文
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