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分子植物育种
(
网络版
)
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online)
1202
和
1 250 m
仅有
3
个性状存在显著差异。这说明高海
拔低温环境较低海拔温暖环境具有较大的选择作
用。有研究也发现产生于高海拔的群体孕穗期耐冷
性高于中低海拔产生的群体
(
王石华
, 2011)
。
海拔温度差异对雄配子体基因型具有不同程度
选择压力。从性状多样性指数看，
8
个性状中有
7
个具有一致的趋势，即海拔
2 200 m
＜
1 250 m
＜
1
860 m
。这表明高海拔低温环境的选择压力最大，中
高海拔温凉粳稻区的选择压力最小，低海拔温暖籼
稻区的选择压力介于两者之间。这一结论在选择群
体的分子位点发生遗传偏分离的数量上和程度上也
得到证实。在发生遗传偏分离的分子位点数量上，
产生于海拔
2 200 m
的选择群体有
7
个，产生于海拔
1 860 m
的有
5
个，产生于海拔
1 250 m
的有
6
个；
在发生遗传偏分离的程度上，有
5
个位点在选择群
体中偏分离随海拔降低而减小或消失，有
2
个位点
的变化趋势却相反。有研究也表明对雄配子体施以
异常低温或高温压力进行选择和淘汰，其后代孢子
体表现型的耐性可明显得到提高
(Clegg et al., 1978)
。
本研究表明高海拔低温环境和低海拔高温环
境对雄配子体基因型的选择压力大。那么利用云南
具有的自然立体气候，在环境差异较大的条件下更
便于开展雄配子体选择育种，提高选择效率、缩短
育种周期。事实上，早在上世纪
70
年代，就有采
用雄配子体选择育种的方法来提高理想性状基因
型的机率
(Hormaza and Herrero, 1996)
。在离体和非
离体条件下对雄配子体施加选择压力，产生具有抗
性基因型的花粉，用之授粉培育出抗性强的优良品
种
(Sari-Gorla et al., 1994; Ravikumar and Patil, 2004)
。
在改良鹰嘴豆的耐冷性时，通过雄配子选择育种的
方法选育出耐冷性极强的株系
(Clarke et al., 2004)
。
应用这一方法也成功地培育出耐铜的酸浆
(Searcy,
1993)
和耐锌的小麦
(Searcy and Mulcahy, 1985)
。
3
材料与方法
3.1
实验材料
材料包括
3
个粳稻品种
(
系
)
及其作为亲本构建
的
6
个杂合体雄配子体基因型选择群体。其中
3
个粳稻品种
(
系
)
为耐寒粳稻地方老品种永宁小麻
谷
(
来自海拔
2 650 m
的云南省永宁乡
)
，籼粳交后
代品系南
34(
滇
1
型杂交粳稻的优良恢复系
)
和滇
1
型细胞质雄性不育系合系
42A
。
雄配子体基因型选择群体的构建：
2008
年在海
南冬季种植南
34
和小麻谷，通过正反杂交产生基因
型杂合的
2
个杂种
F
1
，即南
34/
小麻谷和小麻谷
/
南
34
。
2009
年，在云南
3
个海拔相差
950m
、孕穗抽穗
期平均温度相差
7
℃的不同稻作生态点团结乡、昆
明和蒙自
(
表
4)
，分别种植
2
个杂种
F
1
和不育系合系
42A
，开花期以杂种
F
1
为父本分别授粉给不育系合
系
42A
，各点产生
2
个杂合体雄配子体基因型选择
群体
(
以下简称“选择群体”
)
，即合系
42A//
南
34/
小麻谷
(
以下简称“
NX
群体”
)
、合系
42A//
小麻谷
/
南
34(
以下简称“
XN
群体”
)
，在
3
个不同海拔点
共计产生
6
个选择群体。
2010
年，各海拔点所产生
的选择群体继续种于当地。
3.2
试验种植
在
3
个不同海拔点试验种植情况是，海拔
1 250 m
的籼稻区蒙自于
3
月
28
日播种，
5
月
8
日移栽，
7-8
月
孕穗抽穗。海拔
1 860 m
的粳稻区昆明于
3
月
15
日播
种，
5
月
2
日移栽，
7-8
月孕穗抽穗。海拔
2 200 m
的
耐寒粳稻区团结乡于
3
月
11
日播种，
5
月
4
日移栽，
8
月孕穗抽穗。采用单本栽插，各亲本种植
60
株，各
选择群体种植
200
株以上。试验水肥管理与当地大
田生产相同。
表
4
不同海拔点的环境气候因子
Table 4 Environmental factors at different altitude
种植点
Site
海拔
(m)
AL (m)
经度
LOT
纬度
LAT
年均温
(
℃
)
AAT (
℃
)
孕穗抽穗期均温
(
℃
)
ATBH (
℃
)
稻作区
Rice Region
团结乡
TJ
2 200
25°05′
102°36′
13.2
16.5
耐寒粳稻区
Cold tolerance japonica rice
昆明
KM
1 860
25°01′
102°41′
14.7
19.5
粳稻区
Japonica rice
蒙自
MZ
1 250
23°23′
103°23′
18.6
23.6
籼稻区
Indica rice
注
: TJ:
团结乡
; KM:
昆明
; MZ:
蒙自
; AL:
海拔
; LOG:
经度
; LAT:
纬度
; AAT:
年均温
; ATBH:
孕穗抽穗期平均温度
Note: TJ: Tuanjiexiang; KM: Kunming; MZ: Mengzi; AL: Altitude; LOT: Longitude; LAT: Latitude; AAT: The annual average
temperature; ATBH: The average temperature during at booting and heading stages