Page 24 - 《广西植物》2020年第2期

２ 期 唐如玉等: 水稻轮回选择群体 ＸＴＢＧ－ＨＰ１ 表型遗传多样性分析 １ ６ １

性状ꎬ通过对水稻群体进行 ３ 次轮回选择ꎬ从遗传 １.２ 研究群体构建
进程、遗传变异、优选品系潜力三方面对轮回选择 水稻轮回选择群体 ＸＴＢＧ￣ＨＰ１ 的构建流程与
效率的研究表明ꎬ轮回选择具有促进遗传进程ꎬ维 方法如图 １ 所示ꎮ 大量种植陆稻群体ꎬ１７２ 个重组
持群体遗传多样性ꎬ提高群体对单性状、双性状及 亲本分别与陆稻群体的每 ５ 株不育株进行杂交
三性状提取优势系的遗传潜力ꎬ是一种有效的育 (亲本信息见表 ２)ꎬ共获得 ２ ８２７ 株 Ｆ ( 部分亲本
１
只获得 １ ~ ４ 个不育单株杂交)ꎬ种植 Ｆ 并等量混
种方式ꎮ １
遗传多样性研究的方法较为完善ꎬ主要有基 合收取 Ｆ 种子ꎬ获得 Ｓ 群体ꎬ命名为 ＸＴＢＧ￣ＨＰ１ꎮ
０
１
于形态学的标记、细胞学的标记、生理生化标记以 隔离条 件 下 单 株 种 植 Ｓ 群 体 ( 面 积 大 于 ２ ０００
０
２
及分子标记等ꎮ 表型性状是水稻育种和进行复杂 ｍ )ꎬ等量收取分离不育株上的重组种子ꎬ种植重
性状机理解释的重要依据ꎬ能通过最直接的外观 组种子获得 Ｓ 重组群体ꎬ相同方法经过 ４ 次群体
１
性状反映遗传ꎬ与微卫星标记具有很高的相似性 重组ꎬ得到 Ｓ 轮回重组群体ꎮ 在 Ｓ 轮回重组群体
４
４
(齐永文ꎬ２００４)ꎮ 当研究群体较大时ꎬ表型性状研 中随机收取 ２ ０００ 株可育株种子ꎬ单粒传种植得到
究最为简单、经济ꎬ应用十分广泛ꎬ常用于遗传育 Ｆ 群体ꎬ最终群体的有效数量为 １ ３９５ 株ꎬ作为本
２
种工作中( 胡标林等ꎬ２０１２ꎻ王海岗等ꎬ２０１６)ꎮ 李 研究材料ꎮ
自超等(２００１)和陈越等(２０１９) 通过表型性状ꎬ对 １.３ 试验方法
云南水稻种质资源进行了分析ꎬ结果发现云南省 ２０１８ 年 ８ 月ꎬ在中国科学院西双版纳热带植物
园水稻育种试验基地单苗种植 Ｆ 群体ꎬ催芽育苗至
稻种资源具有丰富的遗传多样性和表型多样性ꎮ ２
三叶一心期移栽ꎬ株行距 ２０ ｃｍ × ３０ ｃｍꎬ常规种植
胡标林等(２０１２)选用 １４ 个表型性状ꎬ对美国农业
管理ꎮ 参考 ＧＢ / Ｔ１９５５７. ７￣２００４ « 植物新品种特异
部水稻核心种质表型性状遗传多样性进行了分析
性、一致性和稳定性测试指南－水稻» 标准ꎬ对试验
和综合评价ꎮ
群体表型性状进行调查ꎬ并记录各指标ꎮ 除了抽穗
轮回选择是改良群体、维持群体遗传多样性
期于抽穗时调查以外ꎬ其他性状均于成熟期调查ꎮ
及筛选优良个体的有效育种方法ꎮ 目前ꎬ水稻轮
总共调查 １６ 个表型性状ꎬ包括抽穗期、有效穗数、茎
回选择育种方法及表型遗传多样性分析方法均较
粗、株高、剑叶角度、剑叶长、剑叶宽、一次枝梗数、二
为成熟ꎬ为水稻轮回选择群体的构建及其遗传多
次枝梗数、每穗粒总数、穗型、穗长、粒长、粒宽、粒长
样性分析提供了较好的基础ꎮ 本研究通过 １６ 个
宽比、千粒重ꎮ 对剑叶角度、穗型进行定级量化ꎬ剑
表型性状对重组 ４ 次的水稻轮回选择群体 ＸＴＢＧ￣
叶角度分为直立、中间、平展、披垂ꎬ穗型分为密集、
ＨＰ１ 的表型遗传多样性进行分析ꎬ从而明确群体
中间型、散开ꎬ它们都分别用数字 １、２、３、４ 来表示ꎮ
的遗传多样性ꎬ为研究群体的进一步选育及优良
１.４ 数据分析
个体的筛选提供方向和指导ꎮ
采用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２０１３ 进行数据的基本整
理和分析ꎮ 对所有表型性状数据进行标准化处
１ 材料与方法
理ꎬ即将各性状定义到 [０ꎬ１]闭区间ꎮ
μ(Ｘ ) ＝ ( Ｘ －Ｘ ｉｍｉｎ ) / ( Ｘ ｉｍａｘ －Ｘ ｉｍｉｎ ) ( ｉ ＝ １ꎬ２ꎬ３ꎬ
ｉ
ｉ
１.１ 材料
ꎬ１ ３９５)ꎮ
利用 ４ 个引自哥伦 比 亚 国 际 农 业 研 究 中 心
式中: μ(Ｘ )为群体材料第 ｉ 个性状的隶属函
ｉ
(ＣＴＡＴ) 含 有 隐 性 核 不 育 基 因 的 陆 稻 群 体 数值ꎻＸ 为第 ｉ 个材料某一性状的测量值ꎻＸ
ｉ ｉｍａｘ 、
ＳＰＡＣＩＲ１４、ＳＰＡＣＩＲ１６、ＳＰＡＣＩＲ１７、ＳＰＡＣＩＲ１８ 中的 Ｘ
ｉｍｉｎ 分别为群体某一性状的最大值与最小值ꎮ
不育株作为母本ꎬ４ 个陆稻群体的亲本信息及来源 标准化处理后的数据ꎬ采用 Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ 多
如表 １ 所示ꎮ １７２ 个水稻品种或杂交组合作为重 样性指数(Ｈ′)计算群体各性状的表型多样性:
组亲本ꎬ亲本信息如表 ２ 所示ꎬ用于构建水稻多亲 Ｈ′ ＝ ∑ ｎ Ｐ ｌｎＰ (ｉ ＝ １ꎬ２ꎬ３ꎬ１ ３９５)ꎮ
ｉ ＝ １ ｉ ｉ
本隐性核不育轮回选择群体 ＸＴＢＧ￣ＨＰ１ꎮ ４ 个陆 式中: Ｐ 为某性状第 ｉ 级别内材料份数占总
ｉ
稻群体不育株不育性来源于 ＩＲ３６ 的 ＥＭＳ 突变体 份数的百分比ꎻｌｎ 为自然对数ꎮ
中的隐性核不育基因 ＴＤＲ(Ｆｒｏｕｉｎꎬ２０１４)ꎮ 用 ＳＰＳＳ ２０.０ 软件进行表型性状相关性分析、