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恢复系的选育是杂交水稻育种的主要任务之一。航恢173是利用空间诱变技术选育而成的优良恢复系,具有配合力好、恢复力强的特点,但其稻瘟病抗性差和直链淀粉含量偏高,从而限制了其配制优良杂交组合。分子标记辅助选择技术以其对目标基因快速而精确的选择为育种改良提供了非常高效的方法。本研究以空间诱变水稻H4为供体亲本,以航恢173为轮回亲本,用与稻瘟病抗病基因Pi-46(t)紧密连锁的分子标记RM224以及与Wx等位基因紧密连锁的分子标记RM190分别对其回交及自交后代进行辅助选择,获得稻瘟病抗性和米质改善的航恢173改良系,并对改良的效果进行综合评价。主要研究结果如下:
1、利用与稻瘟病抗病基因Pi-46(t)紧密连锁的分子标记RM224以及与Wx等位基因紧密连锁的分子标记RM190对BC2F2和BC3F2群体进行选择,分别鉴定出既含纯合抗病基因Pi-46(t)又含纯合Wx等位基因的改良单株13株和5株。
2、选用与两对育性恢复基因(Rf3和Rf4/Rf1)紧密连锁的分子标记对BC2F2中12个改良单株进行鉴定,改良单株A3在两个育性恢复基因(Rf3和Rf4/Rf1)位点的遗传背景都已与回交亲本航恢173的一致,而其它单株在Rf3位点与回交亲本一致,但Rf4/Rf7位点的恢复效果不理想。
3、选用覆盖水稻全基因组的101对SSR标记对BC2F2中12个改良单株进行遗传背景鉴定,结果表明12个改良单株遗传背景的回复率均明显高于其理论值,其中改良单株A3与轮回亲本在检测位点的相似度高达96％,而回复率最低的A1为87.6%,符合理论比率(87.5%)。
4、通过对在BC2F2群体中获得的10个改良株系的稻瘟病抗性鉴定和米质测定,结果表明改良株系的稻瘟病抗性增强,而直链淀粉含量显著降低,垩白米率和垩白度等其它品质性状也有所改善。通过对改良株系的主要农艺性状考查,结果表明改良株系基本保持了原种航恢173的优良农艺性状。
5、利用10个改良株系与不育系天丰A、华农A和培矮64S配制共14个杂交组合。经过稻瘟病抗性接种鉴定,结果表明改良株系和3个不育系所配的14个杂交组合均高抗广致病谱代表菌株GD00193,而原种航恢173组配的杂交组合表现为高感稻瘟病。
6、通过对改良株系及原种与不育系所配组合米质性状测定,结果表明:改良株系和3个不育系所配的14个杂交组合的AC含量为19.74%～22.83%之间,垩白米率为4.0%～10.5%之间,垩白度为0.9%～5.8%之间,大部分组合的部分米质性状已达到国标二级标准,其中有部分指标达到国标一级标准。
7、通过对改良株系及原种与不育系所配组合的主要农艺性状考查分析,结果显示:改良组合的主要农艺性状与对照组合无显著差异,这表明各改良株系的恢复能力已接近航恢173水平。