全 文 ：文章编号 :100028551 (2005) 012006208
粳稻孕穗期耐冷基因突变体 02428c 的遗传研究
曾亚文　申时全　普晓英
(云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所 ,云南昆明　650205)
摘 　要 :孕穗期耐冷性极弱的广亲和粳稻 02428 种子经 300 Gy 的γ射线处理 ,在M2 代群体中选
育出孕穗期耐冷基因突变体 ,经 M3～M6 多代种植性状均稳定 ,至 M6 命名为 02428c ;02428c 的
结实率比 02428 高 72134 % , 即孕穗期耐冷性较强。遗传分析表明 ,02428c 的孕穗期耐冷性受
1 对显性基因控制。
关键词 :02428 ;耐冷性 ;突变体 ;遗传 ;粳稻
GENETIC ANALYSIS OF J aponica MUTANT“02428c”WITH COLD TOLERANT
GENE AT BOOTING STAGE
ZENG Ya2wen 　SHEN Shi2quan 　PU Xiao2ying
( Biotechnology and Genetic Resources Institute , Yunnan Academy of Agricultural Science , Kunming , Yunnan , 650205)
Abstract :Cold tolerant mutant at booting stage was developed from population M2 generation after the dry seeds of a
wide compatibility Japonica rice 02428 were irradiated with 300Gy of 60 Coγ2ray1 Seed setting rate of the mutant
was characterized by stronger cold tolerance , and the cold tolerance did not turn weak under low temperature from
M3 to M6 . The mutant was named“02428c”at M6 1 Compared with the parent variety 02428 , the seed setting rate of
the mutant was 72134 % higher , showing stronger cold tolerance. Genetic analysis revealed that cold tolerance of
02428c was controlled by one single dominant gene.
Key words :02428 ; cold tolerance ; mutant ; inheritance ; Japonica rice
收稿日期 :2004202209
基金项目 :国家自然科学基金 (30160043 ;30260060)和云南省自然科学基金 (2002C0077M)资助
作者简介 :曾亚文 (1967 - ) ,男 ,云南昆明人 ,研究员 ,从事水稻和大麦资源研究。E2zengyw @public. km. yn. cn02428 的体细胞突变体“02428h”的隐性高秆基因 eui [1 ]和“02428ha”的迟熟感光基因[2 ]均受 1 对基因控制。用γ射线已培育出大量突变品种及其优良基因突变体 ,如单蘖基因 ( moc1) [3 ] 和超绿基因[4 ] 突变体 ;曾亚文等用γ射线诱发培育的水稻耐冷基因突变体的形态性状与亲本极为相似 ,但孕穗期耐冷性差异较大 ,如 02428c 与 02428 结实率分别为 8612 %和 110 %[5 ] 。本文用孕穗耐冷性极弱的 02428 与强耐冷性 NIL“02428c”及其杂交后代进行遗传分析 ,为水稻耐冷性育种和耐冷基因的定位克隆提供参考。1 　材料与方法用 300 Gy 的γ射线处理孕穗期耐冷性极弱的 02428 干种子 (水份 < 12 %) ,1998 年M2 代群体中选育出耐冷基因突变体 ,1999 - 2000 年海南和昆明种植多代 (M3～M6 )性状稳定且与 02428 形态性状较相似、孕穗期耐冷性差异较大的 1 对 NIL 即 02428 与 02428c ,至 M6 代的命名为 02428c。2001 - 2002 年昆明配
6　 核 农 学 报　2005 ,19 (1) :6～8Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
组、加代和耐冷性鉴定 ,种植亲本、02428 ×02428c 的 F1 及 1 个 F1 单株获得的 F2 代群体 337 株 ;2003 年
种植亲本及 F2 群体相应单株 ,对 337 个 F3 系统进行耐冷性鉴定。成熟后调查穗长、主穗实粒数、总粒
数和结实率。F1 及亲本各调查 10 株 ,F2 群体全部调查 ,337 个 F3 系统中每个系统调查 5 株 ,计算平均
值。根据 F2 结实率的次数分布 ,用王建康等[6 ] 的数量性状主基因 - 多基因混合法遗传分析 ,对分离群
体进行显著性测验。
2 　结果与讨论
211 　02428 孕穗期耐冷基因突变体的遗传
昆明自然低温冷害条件下 ,不仅孕穗期强耐冷型突变体 (02428c) 结实率 (89183 %) 比极弱耐冷型
02428 (17149 %)高 72134 % ,02428c 主穗实粒数 (159)比 02428 (40)高 119 粒 ,秕粒数则少 9315 粒 ,而且其
它形态性状较为相似。因此 ,用孕穗期耐冷性极弱的 02428 及其强耐冷基因突变体 02428c 进行耐冷性
遗传研究是较为可靠的。
图 1 　F2 和 F3 群体 (02428 ×02428c)结实率的频率分布
Fig. 1 　Frequency distribution of seed setting
rate in F2 and F3 popuation (02428 ×02428c)
A、B 分别为 02428 和 02428c 的结实率
A、B are seed setting rate of 08428 and 02428c , respectively
02428 ×02428c 杂交 F1 单株的株高为
75cm ,穗长 2212cm , 主穗实粒数 178 粒 ,总粒数
193 粒 ,结实率为 9212 %。据图 1 峰谷分布和
2002 年昆明点孕穗期耐冷性鉴定结果 ,将 02428
×02428c 的 F2 群体的结实率分成 55 %～100 %
和 15 %～55 % ,共 2 个群体分别为 259 和 78 株 ,
χ2 测验符合 1∶3 的分离比例 (χ2 = 011546) ;用
王建康等[6 ]的数量性状主基因 - 多基因混合法
遗传分析显示 ,02428 ×02428c 的 F2 群体的结实
率呈双峰分布 (见表 1) ,经χ2 测验 , F2 (χ2 =
715906 , P = 010059)符合 3∶1 的分离比 ,F3 呈三
峰分布 ; F2 和 F3 群体的主穗实粒数均呈双峰
　　　 表 1 　02428 ×02428c 的 F2 和 F3 群体耐冷性状遗传分析
Table 1 　Genetic analysis of cold tolerance from 02428 ×02428c in F2 and F3 segregation population
性状
trait
世代
generation
成分分布
component
权重
weight
均值
mean
方差
variance
基因效应
gene effect
极大似然值
maximum value
of log likehood
F2 1 011860 4313315 8816366 3∶1 (χ2 = 715906 , - 138516078
结实率 2 018140 7011640 8816366 P = 010059)
seed setting rate ( %) F3 1 010605 4214362 9819814 1∶2∶1 (χ2 = 7814958 , - 131215070
2 013950 6512478 7415736 P = 010000)
3 015446 8015293 3510488
主穗实粒数 F2 1 012304 6512658 34818339 3∶1 (χ2 = 711197 , - 161514624
full grains per spike 2 017696 10818700 34818339 P = 013987)
F3 1 010059 2111000 010400 3∶1 (χ2 = 10717318 , - 166214980
2 019941 15315100 10511661 P = 010000)
主穗秕粒数 1 011903 4318449 25415417 1∶2∶1 (χ2 = 2214864
blind grains per spike F2 2 016272 4419936 25415417 P = 010000) - 157310415
3 011826 9116281 25415417
主穗总粒数 1 010057 6615578 33013232 1∶2∶1 (χ2 = 23514996 ,
total grains per spike
F3 2 019133 20811375 103919181 P = 010000) - 171310522
3 010810 27811976 67218890
7　1 期 粳稻孕穗期耐冷基因突变体 02428c 的遗传研究
分布 (见表 1) ,经χ2 测验 ,F2 (χ2 = 711197 , P = 013987)符合 3∶1 的分离比。因此 ,用 300Gyγ射线诱变
02428 培育的孕穗期耐冷性 NIL 即 02428c 与耐冷基因密切相关的结实率和主穗实粒数 ,均属主效基因
表现完全显性。
3 　讨论
311 　02428c 的孕穗期耐冷性受主效显性基因影响
用 300Gyγ射线诱变 02428 培育的孕穗期耐冷性 NIL 即 02428c 与耐冷基因密切相关的结实率属主
效基因表现完全显性。这与 02428 的细胞突变体“02428h”的 eui [1 ] 和“02428ha”迟熟感光基因[2 ] 均受 1
对基因控制有相似之处。另外 ,用γ射线诱发产生优良基因突变体对基因定位和克隆的利用价值很大 ,
如已克隆的单蘖基因 ( moc1)取得了重大进展[3 ] 。
312 　02428c 是一个孕穗期耐冷强的广亲和品种
孕穗期耐冷基因突变体 02428c 的结实率比 02428 高 72134 % , 即孕穗期耐冷性较强 ;02428 是磅蟹
壳 ×汲滨稻杂交选育的中国第 1 个广亲和性品种 ,且位于第 6、2 和 12 染色体广亲和基因对育性贡献为
57 %[7 ] 。另外磅蟹壳原产地高降雨量 (328916mmΠ年) 形成了集高光效 (2319mgΠdm2·h) 、大穗大粒 (千粒
重 48g) 、抗稻瘟和白叶枯病于一体的云南光壳粳型陆稻磅蟹壳[8 ] 。国内外 100 多个学者用 02428 作材
料之一从事稻遗传育种与利用研究 ,如 02428 作骨干亲本已选育出一批优异种质 (抗病虫的广亲和恢复
系、不育系、易位系和附加系 ,无融合生殖、原生质体融合、种间杂种和转基因等植株) 、优良品种 (淮稻 3
号、吉粳 69、垦稻 98 - 1、零贵 40 和东野 1 号等)以及居国际领先地位的“两系法亚种间杂种优势研究利
用”。02428 已成为目前中国水稻遗传育种广泛应用的品种之一。因此 02428c 是一个孕穗期耐冷强的
广亲和品种 ,对解决籼粳亚种间杂种 F1 低温敏感问题具有一定的利用价值。
参考文献 :
[1 ] 　孙立华 ,王月芳 ,蒋宁 ,等 1 具有广亲和性的水稻隐性高秆体细胞突变体. 遗传学报 ,1994 ,21 :67～73
[2 ] 　王才林 ,赵凌 ,周寿芳. 具有隐性高秆基因的矮秆迟熟突变体“02428ha”的遗传分析. 江苏农业学报 ,2003 ,19 (4) :193～197
[3 ] 　Li XY, Qian Q , Fu ZM , et al . Control of tillering in rice. Nature , 2003 ,422 : 618～621
[4 ] 　魏玉波 ,梁乃亭 ,布哈丽且木 ,等. 60Co γ射线辐照诱发水稻茎叶超绿突变体. 核农学报 , 2003 , 17 (6) : 409～411
[5 ] 　曾亚文 ,叶昌荣 ,申时全. 水稻穗期耐冷性近等基因系的选育及耐冷性遗传研究. 自然科学进展 , 2001 ,11 (1) :94～96
[6 ] 王建康 ,盖钧益. 利用杂种 F2∶3世代鉴定数量性状主基因 - 多基因混合遗传模型并估计其遗传效应. 遗传学报 ,1997 ,24 (5) :432～437
[ 7 ] 　Liu KD , Wang J , Li HB , et al . A genome2wide analysis of wide compatibility in rice and the precise location of the S5 locus in the molecular map .
Theor Appl Genet ,1997 ,95 : 809～814
[8 ] 曾亚文 ,李自超 ,杨忠义 ,等. 云南稻种主要性状多样性分布中心及其规律研究. 华中农业大学学报 ,2000 ,19 (6) : 510～516
本刊 2004 年影响因子为 013720
2004 年 11 月 10 日 ,中国学术期刊 (光盘版)电子杂志社文献检索分析中心公布“中国学术期刊综合
引证年度报告 (2004)”。根据《中国学术期刊综合评价数据库 (CAJCED)》2003 年 5584 种统计刊源 140 万
篇中文论文引用参考文献及“中国期刊网”中心网站 2003 年全文下载记录的统计 ,本刊 2004 年度引文
计量指标及 Web 下载指标报告如下 :总额引频次 :302 ;影响因子 :013720 ;引文即年指标 :010174 ;他引总
引比 :017583 ;被引半衰期 :418 ;2003 载文量 :115 ;Web 即年下载率 :1217458。
8 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2005 ,19 (1) :6～8