水稻MAGIC群體后代的多樣性及產量性狀比較

郭李豪 張一林 李聲春 李曉方

(長江大學農學院，湖北 荊州 434025)

純系是自交作物育種親本的源泉，而純系育種的萎縮，已經嚴重影響了育種的基礎。以水稻為例，雜交稻育種40a以上，因為不育系及其恢復基因資源的稀缺性，帶來了遺傳多樣性枯竭、育種成本高、種子生產風險大等諸多不利因素。截至2010年，全國育成上千個雜交稻，其中，三系雜交組合2191個,兩系雜交組合377個,化學去雄雜交組合2個，但不育系只有188個，使水稻生產面臨嚴峻的多樣性枯竭的風險[1]。近年來農藥的使用量持續上升，不打藥就無法生產的局面越來越突出，可持續生產受到嚴峻挑戰。隨著國家推動企業育種，即商業化育種步伐的加快，雜交稻成本高、風險難以控制的局限性，將嚴重制約種子企業的競爭力[2]。而雜交水稻種子屬于特殊的農業生產資料,具有很強的季節性，不僅存在種子計劃的風險性,而且還存在種子質量的風險和其他非種子質量風險[3]。同時，企業必然尋求符合市場規律的低成本、風險可控的育種技術支撐。企業也必然選擇同等投入條件下，邊際效應最大化的育種方案。自2012年以來，由企業主導推廣的中國雜交稻播種面積開始下降，就證實了這種趨勢。因此，本文專門研究低成本、低風險的常規稻(既純系品種)種子權可控的育種技術，尤其對于自花授粉優勢的作物，這是符合生物學客觀規律的育種技術路線。

近年來，李曉方論述了一種商業化、精準化水稻種群品種“多集新3號”的育種技術[4，5]，從育種技術、種子生產和種子執法3個層面，澄清了人們對精準化多基因型種群品種所存在的一些疑惑問題，并分析了精準化多基因型種群育種對作物育種的價值和種業發展的意義。也報道了不同作物進行多基因型種群育種的一般技術路線[6]，彭慶務等報道了節瓜種群育種的初步結果[7]。種群品種是指能夠按照特定的種子生產技術，精確生產和繁殖的多基因型群體品種，以區別與以往不能精準化的自然繁殖混合體，把精確的群體品種簡稱種群品種，種群內每個基因型稱為組分，組分可以是穩定的純系或者雜交種或者兩者的搭配，各組分在種群內具有特定的比例。本文在多基因型種群育種專利技術的基礎上[8,9]，針對水稻易于自花的授粉優勢，利用MAGIC群體具有大量重組性的特點，人為創建具有豐富遺傳多樣型的材料進行基礎研究和應用研究。事實證明，利用水稻自身的遺傳多樣性來控制病害，是一個安全、高效的措施[10]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

12親本MAGIC群體后代穩定株系170份及12親本共計182份材料。

“豐矮占”(M1)，“多抗578”(M2)，“Lemont”(M3)，“中二軟占”(M4)，“粵泰占”(M5)，“多抗580”(M6)，“粵華占”(M7)，“二八占”(M8)，“特秈占13”(M9),“粵香占”(M10)，“七桂早”(M11)，“多抗583”(M12)。

1.2 試驗方法

將親本和后代材料分別在海南和荊州進行田間種植。每小區3行，每行7株，單本插植，株行間距16.7cm，每2小區之間工作行為33.3cm，四周均設2行保護行，3次重復設置。緩苗期過后，在田間進行取樣，利用86對引物對12個親本及170個材料進行常規SSR。正常田間的肥水管理和病蟲害管理。在成熟后，每小區收取中間行的中間3株進行室內考種。

表1 親本材料特性

1.3 數據分析

對考種數據在Excel 2010上進行分析，SSR數據進行常規讀帶分析。

2 試驗結果

海南和湖北荊州兩地的考種數據表明，抽穗期兩地分別在54.8～93d、69.6～112d，最早抽穗與最遲抽穗天數差分別達到了38.2d和42.4d。穗長兩地分別在16.72～26.42cm、18.21～29.52cm，最長和最短差值達到了9.6cm和11.4cm。結實率兩地分別為14%～96%、38%～95%；千粒重兩地分別為13.82～28.58g、13.34～26.79g；單株產量兩地分別為3.84～48g、9.81～48.44g。

通過對MAGIC群體抽穗期與產量性狀進行相關性分析，結果表明，在海南，株高與單株產量均達到極顯著正相關，相關系數分別達到0.454和0.214；單株穗數和結實率、單株產量之間呈現極顯著正相關，相關系數達到了0.582和0.201；而結實率和抽穗期達到極顯著負相關，相關系數為-0.229；千粒重與株高之間則呈現極顯著負相關，相關系數為-0.162。

而在荊州，抽穗期則與單株產量呈現極顯著負相關，相關系數為-0.273；株高、結實率、千粒重都與單株產量呈現極顯著正相關關系，相關系數分別達到了0.266、0.551和0.249；株高和千粒重也呈現出極顯著正相關關系，相關系數分別為0.375,0.260；千粒重與株高，單株穗數和穗長也都達到了極顯著正相關，相關系數分別達到了0.342、0.215。

86對SSR結果表明，有24對引物檢測出2條多態性條帶，共有48條多態性條帶；19對引物檢測出3條多態性條帶，共有57條多態性條帶；24對引物檢測出4條多態性條帶，共有96條多態性條帶；有13對引物檢測出5條多態性條帶，共有65條多態性條帶；有6對引物檢測出6條多態性條帶，共有36條多態性條帶；最終，86對引物共計檢測出302條多態性條帶。表明該MAGIC群體具有非常好的多態性。

表2 MAGIC群體后代在海南和湖北荊州的表現

表3 MAGIC群體抽穗期與產量性狀間的相關分析

表4 SSR引物及多態性*

3 小結

MAGIC群體后代材料在株高、生育期、穗長、單株穗數、結實率、單株產量等各個指標都具有很好的遺傳多樣性。不管是作為基礎研究還是作為育種的基礎材料，都能很好地進行運用。