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水稻籼粳亚种间杂种具有强大的生物学优势,但杂种F1普遍存在着结实率偏低,限制了其优势的发挥。花粉不育是引起水稻籼粳亚种间杂种F1结实率偏低最主要的因素之一,是杂种优势利用的主要障碍之一。已有研究表明,至少有6个基因座位(Sa、Sb、Sc、Sd、Se和Sf)影响籼粳亚种间目的花粉育性,各座位内和座位间的互作均可引起花粉的部分不育。每个座位存在的花粉育性“中性基因”,由于不与其它的基因产生互作,从而使花粉育性正常,可望克服其不育性,所以挖掘和利用水稻花粉育性的“中性基因”具有重要意义。本研究利用12份栽培稻品种,首先分别利用与Sa、Sb和Sc紧密连锁的SSR标记检测其花粉不育座位的基因型。然后,分别与台中65及其近等基因系杂交,通过观察杂种目的花粉育性与结实率,初步判断待测材料是否含有花粉育性的“中性基因”。最后,通过观察F2群体的花粉育性,以及利用SSR分子标记检测F2群体中不同植株基因型的分离情况,验证“中性基因”存在的真实性。主要研究结果如下: (1)利用与花粉不育基因Sa、Sb和Sc座位紧密连锁的分子标记,对12份待测材料在Sa、Sb和Sc座位的基因型进行鉴定,并参照已知的带型进行初步判断,结果是:JK为Sa-jSa-j/Sb-jSb-j/Sc-iSc-i(这3个座位的基因型简写为“jji”,下同)、LYC31(iii)、LYB23(iji)、LY101(iji)、LY103(iii)、LYB89(iii)、DN75(iji)、LY77(jij)、LY84(iji)、DN13(jii)、DN22(iii)和DN18(jji)。 对以上材料与台中65及其携带有花粉不育基因Sa、Sb和Sc的近等基因系杂交F1花粉育性与结实率进行观察,并进行单座位互作与没有互作的杂种F1花粉育性的t测验分析,结果初步表明:LYC31、LYB23、DN22、DN75和LYB89在Sa、Sb和Sc座位可能均具有花粉育性“中性基因”,DN18可能含有Sa和Sb双座位“中性基因”,LY77在Sb座位可能具有花粉育性“中性基因”,LY101与LY103在Sb和Sc座位可能具有花粉育性“中性基因”,JK和DN13在Sc座位可能具有花粉育性“中性基因”。 (2)进一步利用与Sa、Sb和Sc座位紧密连锁的分子标记对杂种F2群体植株的基因型进行检测和分离分析,并且对可能含有“中性基因”的材料与台中65及其近等基因系杂交的F2群体的花粉育性进行观察,验证了DN22同时携带有Sa、Sb和Sc座位花粉育性“中性基因”,为Sa-nSa-n/Sb-nSb-n/Sc-nSc-n;LYC31、DN75、DN18与LYB23等4份材料同时携带有Sa和Sb座位花粉育性“中性基因”,为Sa-nSa-n/Sb-nSb-n;LY101、LY103和LYB89等3份材料在Sb座位上携带有花粉育性“中性基因”,为Sb-nSb-n;JK和DN13在Sc座位上携带有花粉育性“中性基因”,为Sc-nSc-n。 (3)利用具有双座位“中性基因”材料DN18和DN75分别与典型的籼稻和粳稻栽培品种杂交,结果发现其杂交F1花粉育性均较高,说明Sa和Sb双座位“中性基因”可能可以克服大多数的籼粳亚种间杂交的花粉不育现象。 (4)通过PCR特异扩增及其产物的DNA序列测定,发现Sa座位存在突变位点,包括LY101、LYC31、DN75和LYB23,以及LY103、LY84和LYB89等7份材料在该位点没有发生G→T的单位点突变,SaF基因也未发生T→C的突变,所以这些材料的基因型属于籼型(SaM+SaF+);JK和LY77在该位点发生G→T的单位点突变,形成SaM-;SaF+发生T→C突变,形成SaF-,所以这2份材料属于粳型(SaM-SaF-)。没有发现基因型为SaM+SaF-的材料。