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杂交水稻的育成，是水稻育种史上的一次重大突破，对发展水稻生产、保障粮食安全、促进经济增长起到了积极作用。优良杂交水稻组合的选育，取决于亲本的选配，其中起主导作用的是不育系。已有实践证明，通过改良保持系是选育新不育系的主要途径，也是培育高产、优质杂交稻的基础。
本研究是以三系水稻保持系沪旱B、华农B干种子为材料，搭载2006年9月发射的“实践8号”农业卫星进行空间诱变，对诱变后代连续多代种植和考查，主要获得以下研究结果：
(1)空间诱变能够有效的诱导三系水稻保持系当代种子活力及后代农艺性状发生多向性和广幅性变异，不同品种、同一品种的不同性状、不同诱变世代的表现不同。SP1代的诱变效应以生理损伤为主，无明显的性状分离，沪旱B的生理损伤(63.59％)远高于华农B(10.13％)；SP2代的诱变效应主要由突变基因的分离产生，且有些突变性状能够遗传给后代，表现为遗传性变异。沪旱B诱变SP2代的总突变率为13.87％，高于华农B的9.04％。其中，沪旱B的总粒数、第一枝梗及谷粒长宽比的诱变效果较显著，华农B的千粒重性状诱变效果较显著，而结实率与原种均无明显差异，说明种子辐射后的损伤主要在前期的性状如秧苗的生长上体现出来，对后期结实率的影响并不明显；SP3代部分性状仍在继续分离，为新品种选育提供了丰富的选择材料。
(2)空间诱变能够有效地诱导三系水稻保持系直链淀粉含量的变异，且出现极端变异类型，如SP2代沪旱B的诱变群体中AC最小值为1.66％，最大值为30.92％，呈现明显的广幅性变异。对沪旱B和华农B连续两代的AC遗传力分析发现诱变后代的AC含量在SP2代已基本稳定，可以进行突变体的筛选。比较诱变群体AC的方差、变异系数可以看出，SP2代沪旱B直链淀粉含量的方差、变异系数均低于SP3代，而华农B诱变SP2代直链淀粉含量的方差、变异系数均高于SP3代，说明沪旱B诱变SP3代比SP2代有更广泛的变异，华农B诱变SP2代比SP3代有更广泛的变异。
(3)空间诱变能够有效的诱发三系水稻保持系后代恢保关系的变异。SP2代和SP3代两个保持系品种的突变株系与相应不育系测交后代的可育花粉率及套袋自交结实率都表现从完全不育到正常可育的广幅性变异，以镜检可育花粉率为主要指标，在沪旱B中共有14个、华农B中有11个突变株系与原种相对应的不育系具有完全恢复能力。同时在SP3代发观2个保持系品种的诱变后代对野败型籼稻三系不育系天丰A、弱感光型籼型三系不育系博ⅢA的恢保关系也发生了变异，沪旱B诱变SP3代的突变株系对博ⅢA具有恢复能力，华农B诱变SP3代的突变株系对博ⅢA具有恢复能力，对天丰A具有保持能力。
(4)利用SSR标记对三系水稻保持系的诱变后代进行了微卫星多态性分析。22个农艺性状突变株系的多态性形式以片段大小变化为主，在所用的98对SSR引物中，沪旱B突变株系有效扩增的引物有94对，其中有多态性的引物有66对，多态性频率为67.34％。华农B突变株系有效扩增的引物有93对，其中有多态性的引物有49对，多态性频率为50.00％，两个保持系突变群体均在第1号染色体上表现出较高的突变频率，揭示其可能为突变的“热点”；由育性极端株构建的育性保持池和恢复池的微卫星多态性分析结果表明，在218对SSR引物中，沪旱B中有效扩增的分子标记数目为212对，多态性标记18对，多态性频率8.26％；华农B中有效扩增的分子标记数目为211对，多态性标记9对，多态性频率为4.13％。在多态性表现形式上，不同品系、不同的表现形式呈现出不同的突变频率，沪旱B的育性保持池和恢复池之间以扩增片段分子量大小变化为主(66.66％)，华农B的育性保持池和恢复池之间以扩增主带的数目变化为主(88.88％)。沪旱B的第11号染色体上表现出最高的突变频率为33.33％，而华农B的第7、8、9、11号染色体均表现出相等的突变频率为22.22％。说明沪旱B、华农B突变后代株系对不育系恢保能力的变异可能与对应染色体上的基因位点的突变有关。