水稻MAGIC群体后代的多样性及产量性状比较

郭李豪 张一林 李声春 李晓方

(长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

纯系是自交作物育种亲本的源泉，而纯系育种的萎缩，已经严重影响了育种的基础。以水稻为例，杂交稻育种40a以上，因为不育系及其恢复基因资源的稀缺性，带来了遗传多样性枯竭、育种成本高、种子生产风险大等诸多不利因素。截至2010年，全国育成上千个杂交稻，其中，三系杂交组合2191个,两系杂交组合377个,化学去雄杂交组合2个，但不育系只有188个，使水稻生产面临严峻的多样性枯竭的风险[1]。近年来农药的使用量持续上升，不打药就无法生产的局面越来越突出，可持续生产受到严峻挑战。随着国家推动企业育种，即商业化育种步伐的加快，杂交稻成本高、风险难以控制的局限性，将严重制约种子企业的竞争力[2]。而杂交水稻种子属于特殊的农业生产资料,具有很强的季节性，不仅存在种子计划的风险性,而且还存在种子质量的风险和其他非种子质量风险[3]。同时，企业必然寻求符合市场规律的低成本、风险可控的育种技术支撑。企业也必然选择同等投入条件下，边际效应最大化的育种方案。自2012年以来，由企业主导推广的中国杂交稻播种面积开始下降，就证实了这种趋势。因此，本文专门研究低成本、低风险的常规稻(既纯系品种)种子权可控的育种技术，尤其对于自花授粉优势的作物，这是符合生物学客观规律的育种技术路线。

近年来，李晓方论述了一种商业化、精准化水稻种群品种“多集新3号”的育种技术[4，5]，从育种技术、种子生产和种子执法3个层面，澄清了人们对精准化多基因型种群品种所存在的一些疑惑问题，并分析了精准化多基因型种群育种对作物育种的价值和种业发展的意义。也报道了不同作物进行多基因型种群育种的一般技术路线[6]，彭庆务等报道了节瓜种群育种的初步结果[7]。种群品种是指能够按照特定的种子生产技术，精确生产和繁殖的多基因型群体品种，以区别与以往不能精准化的自然繁殖混合体，把精确的群体品种简称种群品种，种群内每个基因型称为组分，组分可以是稳定的纯系或者杂交种或者两者的搭配，各组分在种群内具有特定的比例。本文在多基因型种群育种专利技术的基础上[8,9]，针对水稻易于自花的授粉优势，利用MAGIC群体具有大量重组性的特点，人为创建具有丰富遗传多样型的材料进行基础研究和应用研究。事实证明，利用水稻自身的遗传多样性来控制病害，是一个安全、高效的措施[10]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

12亲本MAGIC群体后代稳定株系170份及12亲本共计182份材料。

“丰矮占”(M1)，“多抗578”(M2)，“Lemont”(M3)，“中二软占”(M4)，“粤泰占”(M5)，“多抗580”(M6)，“粤华占”(M7)，“二八占”(M8)，“特籼占13”(M9),“粤香占”(M10)，“七桂早”(M11)，“多抗583”(M12)。

1.2 试验方法

将亲本和后代材料分别在海南和荆州进行田间种植。每小区3行，每行7株，单本插植，株行间距16.7cm，每2小区之间工作行为33.3cm，四周均设2行保护行，3次重复设置。缓苗期过后，在田间进行取样，利用86对引物对12个亲本及170个材料进行常规SSR。正常田间的肥水管理和病虫害管理。在成熟后，每小区收取中间行的中间3株进行室内考种。

表1 亲本材料特性

1.3 数据分析

对考种数据在Excel 2010上进行分析，SSR数据进行常规读带分析。

2 试验结果

海南和湖北荆州两地的考种数据表明，抽穗期两地分别在54.8～93d、69.6～112d，最早抽穗与最迟抽穗天数差分别达到了38.2d和42.4d。穗长两地分别在16.72～26.42cm、18.21～29.52cm，最长和最短差值达到了9.6cm和11.4cm。结实率两地分别为14%～96%、38%～95%；千粒重两地分别为13.82～28.58g、13.34～26.79g；单株产量两地分别为3.84～48g、9.81～48.44g。

通过对MAGIC群体抽穗期与产量性状进行相关性分析，结果表明，在海南，株高与单株产量均达到极显著正相关，相关系数分别达到0.454和0.214；单株穗数和结实率、单株产量之间呈现极显著正相关，相关系数达到了0.582和0.201；而结实率和抽穗期达到极显著负相关，相关系数为-0.229；千粒重与株高之间则呈现极显著负相关，相关系数为-0.162。

而在荆州，抽穗期则与单株产量呈现极显著负相关，相关系数为-0.273；株高、结实率、千粒重都与单株产量呈现极显著正相关关系，相关系数分别达到了0.266、0.551和0.249；株高和千粒重也呈现出极显著正相关关系，相关系数分别为0.375,0.260；千粒重与株高，单株穗数和穗长也都达到了极显著正相关，相关系数分别达到了0.342、0.215。

86对SSR结果表明，有24对引物检测出2条多态性条带，共有48条多态性条带；19对引物检测出3条多态性条带，共有57条多态性条带；24对引物检测出4条多态性条带，共有96条多态性条带；有13对引物检测出5条多态性条带，共有65条多态性条带；有6对引物检测出6条多态性条带，共有36条多态性条带；最终，86对引物共计检测出302条多态性条带。表明该MAGIC群体具有非常好的多态性。

表2 MAGIC群体后代在海南和湖北荆州的表现

表3 MAGIC群体抽穗期与产量性状间的相关分析

表4 SSR引物及多态性*

3 小结

MAGIC群体后代材料在株高、生育期、穗长、单株穗数、结实率、单株产量等各个指标都具有很好的遗传多样性。不管是作为基础研究还是作为育种的基础材料，都能很好地进行运用。