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同源四倍体水稻(以下简称为“四倍体水稻”)是由二倍体水稻经过染色体加倍而成的新种质。四倍体水稻具有粒大和营养成分高等特点。此外,利用籼型与粳型四倍体水稻组配的亚种间杂种一代具有强大的生物学优势,引起水稻育种家的广泛关注,然而,由于四倍体水稻原种及杂种一代的结实率均普遍偏低,在生产上难以直接利用,所以选育高育性的四倍体水稻就成为其研究的关键。本室经过20多年的努力,成功地培育了一些结实率正常且能稳定遗传的四倍体水稻新品系,为水稻四倍体育种提供了重要的物质基础。本研究利用其中一份高育性的四倍体水稻新品系1162作为研究材料:一是对其主要农艺性状进行系统观察;二是通过减数分裂制片方法对其减数分裂期间的染色体行为进行观察;三是以1162为母本,不同类型的四倍体水稻为父本组配杂种一代,研究四倍体水稻主要数量性状的遗传规律。获得以下主要结果: (1)1162主要农艺性状观察。以1162的亲本作为对照,对其10个主要农艺性状进行观察和分析,结果表明1162主要农艺性状变异系数小于10%,一致性好,稳定性强。1162株高为120.78cm、全生育期110d、有效穗数4穗、每穗实粒数89.8粒、千粒重43.37g、结实率83.74%。其育性明显高于双亲。 (2)1162小孢子母细胞减数分裂染色体行为。利用减数分裂制片法观察1162小孢子母细胞减数分裂染色体行为,结果表明:1162和亲本96025小孢子母细胞减数分裂经历的时期基本一致,各个时期出现的异常现象也基本类似,这些异常包括中期Ⅰ和中期Ⅱ的染色体拖曳、多极纺锤体,后期Ⅰ和后期Ⅱ落后染色体、多极纺锤体和染色体桥,末期Ⅱ的微核等,两份材料各时期的异常频率平均在30%以下。1162和96025的终变期染色体平均构型分别为:(9.44.0±0.109)Ⅳ+(0.036±0.017)Ⅲ+(4.880±0.204)Ⅱ+(0.205±0.053)Ⅰ和(8.746±0.145)Ⅳ+(0.056±0.021)Ⅲ+(6.092±0.285)Ⅱ+(0.204±0.051)Ⅰ。 (3)1162主要数量性状遗传效应分析。利用统计软件QGA Station2.0中的加性-显性模型对1162所配42个杂交组合数量性状遗传效应进行分析,结果表明四倍体水稻13个主要数量性状除单株草重以外的数量性状遗传表现同时受加性效应和显性效应的控制,结实率、千粒重、粒长和长宽比这些性状以加性效应占主导,而株高、穗长、单穗总粒数、单穗实粒数、单株草重、单株粒重和谷草比性状则以显性效应控制为主;1162株高、穗长、单穗总粒数、单穗实粒数、结实率、千粒重、单株谷重、谷草比和粒宽共9数量性状表现为正向加性效应且均达到极显著的水平;杂种F1表现出明显的群体平均杂种优势和群体超亲优势,各个数量性状间存在了较大差异,株高、穗长、单穗总粒数、单穗实粒数、结实率、单株草重、单株粒重、谷草比、粒长和粒宽10个数量性状群体平均优势的平均预测值均为极显著水平正值,90%以上的组合在这些性状上表现为正向优势;株高、穗长、单穗总粒数、单穗实粒数、结实率、单株草重、单株粒重和粒宽8个数量性状群体超亲优势的平均预测值为正值,但未达到显著水平,50%以上的组合在这些性状上表现为正向优势。杂种Fl群体和四倍体原种群体主要数量性状之间也存在着相互影响、相互制约的关系,且两种群体在主要产量性状上的相关分析基本一致。