種植海拔差異對(duì)水稻雄配子體基因型的選擇效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間：2014-09-28 17:09
摘 要：為探討種植海拔差異對(duì)水稻雄配子體基因型的選擇效應(yīng)，本研究選取耐寒粳稻老品種小麻谷與秈粳交品系南 34 雜交，在 3 個(gè)不同海拔溫度環(huán)境種植并產(chǎn)生雄配子體基因型選擇群體。對(duì)選擇群體的 11 個(gè)形態(tài)性狀和 7 個(gè)分子位點(diǎn)分析，檢測(cè)到產(chǎn)生了明顯的遺傳偏分離。比較 3 個(gè)環(huán)境，海拔 2 200 m 低溫粳稻區(qū)產(chǎn)生的選擇群體有 7 個(gè)性狀的 Shannon-Weiner 多樣性指數(shù)最小，7 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離；海拔 1 250 m 的溫暖秈稻區(qū)，有 1 個(gè)多樣性指數(shù)最小，6 個(gè)位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離；但在海拔 1 860 m 溫涼粳稻區(qū)產(chǎn)生的群體整體長(zhǎng)勢(shì)好，有 5 個(gè)多樣性指數(shù)最大，5 個(gè)位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離。結(jié)果表明，種植海拔差異對(duì)水稻雄配子體基因型具有選擇效應(yīng)，其大小趨勢(shì)是海拔 2 200 m＞海拔 1 250 m＞海拔 1 860 m。
關(guān)鍵詞 水稻; 雄配子體; 海拔溫度; 選擇效應(yīng); 遺傳偏分離
Abstract To understand the effect of male gametophyte selection caused by different grown altitude environment, the male gametophyte genotype selection populations generated by cross between one cold tolerance japonica landrance Xiaomagu and one subspecies progeny Nan34 under three different altitude condition. Eleven morphological characters and seven molecular loci of these selection populations grown at the environments were analyzed, and found significant genetic segregation distortions of these characters and loci. It was also screened difference of selection effect derived from differ grown condition. There were appeared the lowest Shannon-Weiner diversity for seven characters and significant genetic segregation distortion for seven loci at altitude 2 200 meters where grown cold tolerance japonica rice. At altitude 1 250 meters grown indica rice area had one characters and six loci, respectively. However, it was found the highest diversity for five characters and significant genetic segregation distortion for five loci at altitude 1 860 meters where grown japonica rice. Anyway, it could be occurred the selection among rice male gametophyte genotypes under different altitude environmental pressure, and the trend was 2200m＞1250m＞1860m.
Keywords Rice; Male gametophyte; Altitude and temperature;
研究背景
高等植物的生活史包括孢子體和配子體兩個(gè)連續(xù)交替的世代，共同維持種群的延續(xù)和發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)，配子體主要被當(dāng)做傳遞遺傳信息的載體而未受到足夠重視，使配子體所具有的巨大潛在應(yīng)用價(jià)值未得到開(kāi)發(fā)和利用。研究表明，植物的配子體含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的整套遺傳基因，是高度獨(dú)立的器官，對(duì)不同基因型配子體的選擇和淘汰，可以影響新一代孢子體基因組的表達(dá)及表型變化(Mulcahy, 1979)。特別是雄配子體
(花粉)的發(fā)育涉及約 20 000 個(gè)基因的表達(dá)和調(diào)控 (Twell, 1994)，而且數(shù)量眾多，暴露于環(huán)境中，極易受到環(huán)境影響產(chǎn)生變異。因此，配子體選擇對(duì)于高等植物的進(jìn)化和遺傳結(jié)構(gòu)的改變具有重要意義(何光華等, 1994)。利用配子體選擇方法對(duì)配子體實(shí)施選擇壓力，進(jìn)行定向選擇，既可縮短育種年限，又可提高選擇效率(Hormaza and Herrero, 1996)。應(yīng)用這種方法已成功培育出具有抗鹽性、抗低溫、抗鋁脅迫的作物，例如將大麥的配子體置于高鹽堿的環(huán)境中進(jìn)行選擇，其后代更具抗鹽性(Koval, 2000)。但是由于對(duì)配子體選擇的研究起步較晚，還不成熟，目前在作物改良中主要采用孢子體選擇，而忽略了配子體選擇的作用。
海拔對(duì)植物群體的遺傳變異具有明顯的影響 (Antonovics, 1971)。高麗等研究表明，隨著海拔的升高(從 190 m 至 1 340 m)，氣候、溫度、植被、土壤等也呈現(xiàn)明顯的垂直變化，造成湖北野生春蘭 (Cymbidium goeringii) 11 個(gè)居群的遺傳多樣性具有較大的差異(高麗和楊波, 2006)。趙春芳等對(duì)在1 800 m 至 3 400 m 海拔范圍內(nèi)的五個(gè)沙棘(Hippophae L.)種群的 RAPD 分析表明，5 個(gè)種群內(nèi)遺傳多樣性隨海拔升高呈低-高-低變異趨勢(shì)，海拔差異明顯影響種群間的遺傳分化，相關(guān)分析也表明海拔差異與種群間的遺傳距離有顯著的正相關(guān)(趙春芳等, 2007)。海拔對(duì)水稻的遺傳分化也有著非常明顯的影響。云南稻種的秈粳分化就與溫度、緯度和海拔等生態(tài)條件密切相關(guān)(曾亞文等, 2001)。在眾多海拔因素中，溫度是一個(gè)重要的因素，往往與海拔呈負(fù)相關(guān)，也是影響生物適應(yīng)性的一個(gè)核心因素(Nevo, 2001)。有研究報(bào)道，植物有性生殖過(guò)程對(duì)溫度的敏感性以及生殖器官的溫度耐受性直接影響作物的產(chǎn)量(Charles and Harris, 1972; Herrero and Johnson, 1980)，還影響植物開(kāi)花的數(shù)量(Black et al., 1995)和花期(Lu et al., 2006)。特別是雄配子體發(fā)育階段對(duì)溫度脅迫最為敏感(鄒長(zhǎng)松和余迪求, 2010)。另外，花粉的活力和花藥開(kāi)裂(張桂蓮等, 2008)、花粉管的萌發(fā)速率(陳士強(qiáng)等, 2007)以及雄配子能否成功參與授精(Young and
Stanton, 1990)都與環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。
目前，雖有大量關(guān)于環(huán)境對(duì)雄配子體選擇的研究報(bào)道，但利用海拔溫度差異對(duì)雄配子體選擇開(kāi)展配子體選擇育種研究的報(bào)道較缺乏。云南水稻種植海拔跨度大，從海拔 100 m 低熱河谷到 2 700 m 的高寒山區(qū)均有分布，巨大的種植海拔差異產(chǎn)生了適應(yīng)從熱帶雙季稻到冷涼稻作區(qū)的各種不同稻作生態(tài)類型，但這種海拔溫度差異對(duì)水稻雄配子體基因型選擇的影響還不清楚。本研究選取來(lái)自高海拔耐寒老品種與秈粳交品系雜交，在不同海拔種植雜合體雄配子體基因型選擇群體，研究海拔導(dǎo)致的溫度差異對(duì)水稻雄配子體基因型的選擇效應(yīng)，為開(kāi)展在不同海拔溫度條件下進(jìn)行配子體選擇育種的方法提供參考。
1 結(jié)果與分析
1.1 海拔差異導(dǎo)致選擇群體的數(shù)量性狀變化
分析了 3 個(gè)不同海拔溫度條件下種植并產(chǎn)生的 NX 群體(合系 42A//南 34/小麻谷)和 XN 群體(合系 42A//小麻谷/南 34)的 8 個(gè)數(shù)量性狀，即田間株高、穂長(zhǎng)、劍葉長(zhǎng)、穂莖長(zhǎng)、總粒數(shù)、秕粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、著粒密度，結(jié)果顯示種植海拔溫度差異對(duì)不同基因型雄配子體的選擇，導(dǎo)致選擇群體外觀形態(tài)上具有顯著差異(表 1)。正態(tài)性檢驗(yàn)(W)發(fā)現(xiàn)，在海拔 2 200 m 的耐寒粳稻區(qū)，除了 NX 群體的株高性狀和 XN 群體的總粒數(shù)和著粒密度性狀未表現(xiàn)顯著性外，其它性狀都表現(xiàn)顯著性，發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。在海拔 1 860 m 粳稻區(qū)，NX 群體的 8 個(gè)性狀都發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布；XN 群體在 5 個(gè)性狀劍葉長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和著粒密度上發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。在海拔 1 250 m 秈稻區(qū)，NX 群體的 8 個(gè)性狀都發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布；XN 群體在 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗莖長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和著粒密度上發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。總之，3 個(gè)海拔點(diǎn)都檢測(cè)到了 8 個(gè)形態(tài)性狀不同程度受到雄配子體基因型選擇的影響。
選擇群體的 8 個(gè)性狀平均值差異性分析也顯示，海拔溫度差異對(duì)雄配子體基因型具有選擇作用
(表 1)。在 NX 群體中，8 個(gè)性狀的平均值在海拔 2 200 m 和 1 860 m 存在明顯差異，都達(dá)到極顯著水平；有 6 個(gè)性狀劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和著粒密度在海拔 1 860 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到極顯著水平；有 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗莖長(zhǎng)、秕粒數(shù)和結(jié)實(shí)率在海拔 2 200 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到極顯著水平。在 XN 群體中，除結(jié)實(shí)率性狀外其它 7 個(gè)性狀的平均值在海拔 2 200 m 和 1 860 m 的差異都達(dá)到極顯著水平；除秕粒數(shù)性狀外有 7 個(gè)性狀在海拔 2 200 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到顯著水平；有 6 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)和著粒密度在海拔 1 860 m 和 1 250 m 的差異都達(dá)到極顯著水平�？傮w趨勢(shì)是，在溫度較高的中低海拔(1 860 m 和 1 250 m)選擇群體長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，表現(xiàn)株高、劍葉長(zhǎng)、穗子大等特征，在溫度較低的高海拔(2 200 m)選擇群體長(zhǎng)勢(shì)較差，但結(jié)實(shí)率
較高和著粒密度較大。
選擇群體的形態(tài)性狀多樣性指數(shù)（H）同樣顯示，海拔溫度對(duì)雄配子體基因型具有選擇作用(表 1)。在 NX 群體中，性狀多樣性指數(shù)的變化是：3 個(gè)性狀秕粒數(shù)、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率表現(xiàn)隨海拔升高而減��；1 個(gè)性狀穗莖長(zhǎng)表現(xiàn)隨海拔升高而增大；4 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)和著粒密度是海拔 1 860 m ＞1 250 m＞2 200 m。在 XN 群體中，2 個(gè)性狀結(jié)實(shí)率和秕粒數(shù)表現(xiàn)隨海拔升高而減��；1 個(gè)性狀穗莖長(zhǎng)表現(xiàn)隨海拔升高而增大； 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、總粒數(shù)和著粒密度是海拔 1 860 m＞1 250 m ＞2 200 m�？傮w來(lái)看，產(chǎn)生于高海拔 2 200 m 和中低海拔 1 250 m 的群體在穗部性狀上表現(xiàn)較大多樣性，產(chǎn)生于中高海拔 1 860 m 的群體生長(zhǎng)勢(shì)性狀上表現(xiàn)較大的多樣性。
1.2 海拔差異導(dǎo)致選擇群體的質(zhì)量性狀變化
對(duì)質(zhì)量性狀 χ2 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，不同海拔溫度對(duì)選擇群體的 3 個(gè)質(zhì)量性狀具有不同的選擇作用(表 2)。NX 群體在 1 250 m 海拔，3 個(gè)性狀穎尖色、穎殼色和芒都產(chǎn)生了明顯的遺傳偏分離，偏離孟德?tīng)柋嚷?1:1，達(dá)顯著及以上水平，都偏向親本小麻谷，偏離程度分別為 71.1%、59.5%和 90.9%；在海拔 1 860 m 和 2 200 m，2 個(gè)性狀穎殼色和芒都產(chǎn)生了明顯的偏分離，達(dá)顯著以上水平，其中穎殼色偏向南 34 (分別占 60.1%和 65.1%），芒偏向小麻谷(分別占 94.5%和 98.7%)。XN 群體在 2 200m 海拔，3 個(gè)性狀產(chǎn)生了明顯的偏分離，穎尖色和穎殼色偏向南 34(占 63.5%和 64.2%)，芒偏向小麻谷(占 93.4%)；在 1 860 m 海拔有 2 個(gè)性狀穎殼色和芒產(chǎn)生了明顯的偏分離，穎殼色偏向南 34 (占 62.2%)，芒偏向小麻谷(占 96.5%)；在 1 250 m 海拔僅性狀芒產(chǎn)生了明顯的偏分離，偏向小麻谷(占 88.7%)。總體變化趨勢(shì)是穎尖和穎殼具有顏色的單株比例隨種植海拔降低而增大，出現(xiàn)有芒單株的比例則是海拔1 860 m 的中高海拔群體低于其它兩個(gè)海拔群體。
1.3 海拔溫度差異導(dǎo)致選擇群體的分子位點(diǎn)發(fā)生偏分離
利用親本南 34 和小麻谷間存在多態(tài)性的 7 個(gè)分子標(biāo)記，對(duì)產(chǎn)生于 3 個(gè)不同海拔的 NX 群體和 XN 群體進(jìn)行分析。經(jīng) χ2 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，海拔溫度對(duì)水稻雄配子體基因型選擇，導(dǎo)致多個(gè)分子位點(diǎn)表現(xiàn)遺傳偏分離(表 3)。產(chǎn)生于海拔 2 200 m 的選擇群體共有 7 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，其中 NX 群體有 5 個(gè)，XN 群體有 2 個(gè)；產(chǎn)生于海拔 1 860 m 的群體共有 5 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，NX 群體有 4 個(gè)，XN 群體有 1 個(gè)；產(chǎn)生于海拔 1 250 m 的群體共有 6 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，NX 群體有 5 個(gè)，XN 群體有 1 個(gè)。
海拔差異對(duì)不同分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離的程度也具有不同影響。有5個(gè)位點(diǎn)RMAN7、RM166、 RM333、M45461 和 68923-10 在選擇群體中的偏分離隨海拔降低而減小或消失，例如68923-10位點(diǎn)(圖 1)，在海拔 2 200 m 產(chǎn)生的 NX 群體中偏向南 34 的基因頻率高達(dá) 97.8%，在 1 860 m 海拔為 92.7%，在 1 200 m 海拔下降為 88.1%；RM166 位點(diǎn)，在海拔 2 200 m 產(chǎn)生的 NX 群體和 XN 群體中偏向南 34 的基因頻率分別為 76.9%和 66.3%，在 1 860 m 海拔僅在 NX 群體中檢測(cè)到偏分離，且基因頻率下降到 61.4%，在 1 250 m 海拔 2 個(gè)群體中均沒(méi)有偏分離發(fā)生。而另外 2 個(gè)位點(diǎn) RM218 和 RM257 的變化趨勢(shì)卻相反，偏分離隨海拔增高而減小或消失。
另外，發(fā)生偏分離的分子位點(diǎn)在染色體上分布不均，受海拔溫度的影響效應(yīng)各異。位于第 2 染色體的 2 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生 8 次遺傳偏分離，位于第 3 染色體的 RM218 位點(diǎn)僅在海拔 1 250 m 的 NX 群體中出現(xiàn)偏分離，位于第 10 染色體的 3 個(gè)位點(diǎn)
RM333、M45461 和 68923-10 出現(xiàn) 9 次偏分離。
關(guān)鍵詞 水稻; 雄配子體; 海拔溫度; 選擇效應(yīng); 遺傳偏分離
Abstract To understand the effect of male gametophyte selection caused by different grown altitude environment, the male gametophyte genotype selection populations generated by cross between one cold tolerance japonica landrance Xiaomagu and one subspecies progeny Nan34 under three different altitude condition. Eleven morphological characters and seven molecular loci of these selection populations grown at the environments were analyzed, and found significant genetic segregation distortions of these characters and loci. It was also screened difference of selection effect derived from differ grown condition. There were appeared the lowest Shannon-Weiner diversity for seven characters and significant genetic segregation distortion for seven loci at altitude 2 200 meters where grown cold tolerance japonica rice. At altitude 1 250 meters grown indica rice area had one characters and six loci, respectively. However, it was found the highest diversity for five characters and significant genetic segregation distortion for five loci at altitude 1 860 meters where grown japonica rice. Anyway, it could be occurred the selection among rice male gametophyte genotypes under different altitude environmental pressure, and the trend was 2200m＞1250m＞1860m.
Keywords Rice; Male gametophyte; Altitude and temperature;
研究背景
高等植物的生活史包括孢子體和配子體兩個(gè)連續(xù)交替的世代，共同維持種群的延續(xù)和發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)，配子體主要被當(dāng)做傳遞遺傳信息的載體而未受到足夠重視，使配子體所具有的巨大潛在應(yīng)用價(jià)值未得到開(kāi)發(fā)和利用。研究表明，植物的配子體含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的整套遺傳基因，是高度獨(dú)立的器官，對(duì)不同基因型配子體的選擇和淘汰，可以影響新一代孢子體基因組的表達(dá)及表型變化(Mulcahy, 1979)。特別是雄配子體
(花粉)的發(fā)育涉及約 20 000 個(gè)基因的表達(dá)和調(diào)控 (Twell, 1994)，而且數(shù)量眾多，暴露于環(huán)境中，極易受到環(huán)境影響產(chǎn)生變異。因此，配子體選擇對(duì)于高等植物的進(jìn)化和遺傳結(jié)構(gòu)的改變具有重要意義(何光華等, 1994)。利用配子體選擇方法對(duì)配子體實(shí)施選擇壓力，進(jìn)行定向選擇，既可縮短育種年限，又可提高選擇效率(Hormaza and Herrero, 1996)。應(yīng)用這種方法已成功培育出具有抗鹽性、抗低溫、抗鋁脅迫的作物，例如將大麥的配子體置于高鹽堿的環(huán)境中進(jìn)行選擇，其后代更具抗鹽性(Koval, 2000)。但是由于對(duì)配子體選擇的研究起步較晚，還不成熟，目前在作物改良中主要采用孢子體選擇，而忽略了配子體選擇的作用。
海拔對(duì)植物群體的遺傳變異具有明顯的影響 (Antonovics, 1971)。高麗等研究表明，隨著海拔的升高(從 190 m 至 1 340 m)，氣候、溫度、植被、土壤等也呈現(xiàn)明顯的垂直變化，造成湖北野生春蘭 (Cymbidium goeringii) 11 個(gè)居群的遺傳多樣性具有較大的差異(高麗和楊波, 2006)。趙春芳等對(duì)在1 800 m 至 3 400 m 海拔范圍內(nèi)的五個(gè)沙棘(Hippophae L.)種群的 RAPD 分析表明，5 個(gè)種群內(nèi)遺傳多樣性隨海拔升高呈低-高-低變異趨勢(shì)，海拔差異明顯影響種群間的遺傳分化，相關(guān)分析也表明海拔差異與種群間的遺傳距離有顯著的正相關(guān)(趙春芳等, 2007)。海拔對(duì)水稻的遺傳分化也有著非常明顯的影響。云南稻種的秈粳分化就與溫度、緯度和海拔等生態(tài)條件密切相關(guān)(曾亞文等, 2001)。在眾多海拔因素中，溫度是一個(gè)重要的因素，往往與海拔呈負(fù)相關(guān)，也是影響生物適應(yīng)性的一個(gè)核心因素(Nevo, 2001)。有研究報(bào)道，植物有性生殖過(guò)程對(duì)溫度的敏感性以及生殖器官的溫度耐受性直接影響作物的產(chǎn)量(Charles and Harris, 1972; Herrero and Johnson, 1980)，還影響植物開(kāi)花的數(shù)量(Black et al., 1995)和花期(Lu et al., 2006)。特別是雄配子體發(fā)育階段對(duì)溫度脅迫最為敏感(鄒長(zhǎng)松和余迪求, 2010)。另外，花粉的活力和花藥開(kāi)裂(張桂蓮等, 2008)、花粉管的萌發(fā)速率(陳士強(qiáng)等, 2007)以及雄配子能否成功參與授精(Young and
Stanton, 1990)都與環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。
目前，雖有大量關(guān)于環(huán)境對(duì)雄配子體選擇的研究報(bào)道，但利用海拔溫度差異對(duì)雄配子體選擇開(kāi)展配子體選擇育種研究的報(bào)道較缺乏。云南水稻種植海拔跨度大，從海拔 100 m 低熱河谷到 2 700 m 的高寒山區(qū)均有分布，巨大的種植海拔差異產(chǎn)生了適應(yīng)從熱帶雙季稻到冷涼稻作區(qū)的各種不同稻作生態(tài)類型，但這種海拔溫度差異對(duì)水稻雄配子體基因型選擇的影響還不清楚。本研究選取來(lái)自高海拔耐寒老品種與秈粳交品系雜交，在不同海拔種植雜合體雄配子體基因型選擇群體，研究海拔導(dǎo)致的溫度差異對(duì)水稻雄配子體基因型的選擇效應(yīng)，為開(kāi)展在不同海拔溫度條件下進(jìn)行配子體選擇育種的方法提供參考。
1 結(jié)果與分析
1.1 海拔差異導(dǎo)致選擇群體的數(shù)量性狀變化
分析了 3 個(gè)不同海拔溫度條件下種植并產(chǎn)生的 NX 群體(合系 42A//南 34/小麻谷)和 XN 群體(合系 42A//小麻谷/南 34)的 8 個(gè)數(shù)量性狀，即田間株高、穂長(zhǎng)、劍葉長(zhǎng)、穂莖長(zhǎng)、總粒數(shù)、秕粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、著粒密度，結(jié)果顯示種植海拔溫度差異對(duì)不同基因型雄配子體的選擇，導(dǎo)致選擇群體外觀形態(tài)上具有顯著差異(表 1)。正態(tài)性檢驗(yàn)(W)發(fā)現(xiàn)，在海拔 2 200 m 的耐寒粳稻區(qū)，除了 NX 群體的株高性狀和 XN 群體的總粒數(shù)和著粒密度性狀未表現(xiàn)顯著性外，其它性狀都表現(xiàn)顯著性，發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。在海拔 1 860 m 粳稻區(qū)，NX 群體的 8 個(gè)性狀都發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布；XN 群體在 5 個(gè)性狀劍葉長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和著粒密度上發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。在海拔 1 250 m 秈稻區(qū)，NX 群體的 8 個(gè)性狀都發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布；XN 群體在 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗莖長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和著粒密度上發(fā)生顯著或極顯著偏離正態(tài)分布。總之，3 個(gè)海拔點(diǎn)都檢測(cè)到了 8 個(gè)形態(tài)性狀不同程度受到雄配子體基因型選擇的影響。
選擇群體的 8 個(gè)性狀平均值差異性分析也顯示，海拔溫度差異對(duì)雄配子體基因型具有選擇作用
(表 1)。在 NX 群體中，8 個(gè)性狀的平均值在海拔 2 200 m 和 1 860 m 存在明顯差異，都達(dá)到極顯著水平；有 6 個(gè)性狀劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和著粒密度在海拔 1 860 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到極顯著水平；有 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗莖長(zhǎng)、秕粒數(shù)和結(jié)實(shí)率在海拔 2 200 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到極顯著水平。在 XN 群體中，除結(jié)實(shí)率性狀外其它 7 個(gè)性狀的平均值在海拔 2 200 m 和 1 860 m 的差異都達(dá)到極顯著水平；除秕粒數(shù)性狀外有 7 個(gè)性狀在海拔 2 200 m 和 1 250 m 的差異達(dá)到顯著水平；有 6 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、秕粒數(shù)、總粒數(shù)和著粒密度在海拔 1 860 m 和 1 250 m 的差異都達(dá)到極顯著水平�？傮w趨勢(shì)是，在溫度較高的中低海拔(1 860 m 和 1 250 m)選擇群體長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，表現(xiàn)株高、劍葉長(zhǎng)、穗子大等特征，在溫度較低的高海拔(2 200 m)選擇群體長(zhǎng)勢(shì)較差，但結(jié)實(shí)率
較高和著粒密度較大。
選擇群體的形態(tài)性狀多樣性指數(shù)（H）同樣顯示，海拔溫度對(duì)雄配子體基因型具有選擇作用(表 1)。在 NX 群體中，性狀多樣性指數(shù)的變化是：3 個(gè)性狀秕粒數(shù)、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率表現(xiàn)隨海拔升高而減��；1 個(gè)性狀穗莖長(zhǎng)表現(xiàn)隨海拔升高而增大；4 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)和著粒密度是海拔 1 860 m ＞1 250 m＞2 200 m。在 XN 群體中，2 個(gè)性狀結(jié)實(shí)率和秕粒數(shù)表現(xiàn)隨海拔升高而減��；1 個(gè)性狀穗莖長(zhǎng)表現(xiàn)隨海拔升高而增大； 5 個(gè)性狀株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、總粒數(shù)和著粒密度是海拔 1 860 m＞1 250 m ＞2 200 m�？傮w來(lái)看，產(chǎn)生于高海拔 2 200 m 和中低海拔 1 250 m 的群體在穗部性狀上表現(xiàn)較大多樣性，產(chǎn)生于中高海拔 1 860 m 的群體生長(zhǎng)勢(shì)性狀上表現(xiàn)較大的多樣性。
|
表 1 不同海拔產(chǎn)生的水稻雄配子體基因型選擇群體的形態(tài)性狀變化 Table 1 Differences of morphological traits of rice male gametophyte genotype selecting population generated at different altitude
Note: AL: Population-generated altitude; N: Number of sample; Mean: Average value; SD: Standard deviation; W: Shapiro-Wilk; H: Shannon-Weiner; PH: Plant height; FL: Flag-leaf length; PL: Panicle length; PE: Panicle exertion; UG: Unfilled grains per panicle; TG: Total grains per panicle; SS: Seed-setting rate; TSD: Spikelet Density; * and ** represent the significance levels of P≤0.05 and P≤0.01 respectively. Values within a column followed by the same letter are not significantly different at the 0.05 or 0.01 probability level, comparisons were made among three altitudes within each character |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.2 海拔差異導(dǎo)致選擇群體的質(zhì)量性狀變化
對(duì)質(zhì)量性狀 χ2 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，不同海拔溫度對(duì)選擇群體的 3 個(gè)質(zhì)量性狀具有不同的選擇作用(表 2)。NX 群體在 1 250 m 海拔，3 個(gè)性狀穎尖色、穎殼色和芒都產(chǎn)生了明顯的遺傳偏分離，偏離孟德?tīng)柋嚷?1:1，達(dá)顯著及以上水平，都偏向親本小麻谷，偏離程度分別為 71.1%、59.5%和 90.9%；在海拔 1 860 m 和 2 200 m，2 個(gè)性狀穎殼色和芒都產(chǎn)生了明顯的偏分離，達(dá)顯著以上水平，其中穎殼色偏向南 34 (分別占 60.1%和 65.1%），芒偏向小麻谷(分別占 94.5%和 98.7%)。XN 群體在 2 200m 海拔，3 個(gè)性狀產(chǎn)生了明顯的偏分離，穎尖色和穎殼色偏向南 34(占 63.5%和 64.2%)，芒偏向小麻谷(占 93.4%)；在 1 860 m 海拔有 2 個(gè)性狀穎殼色和芒產(chǎn)生了明顯的偏分離，穎殼色偏向南 34 (占 62.2%)，芒偏向小麻谷(占 96.5%)；在 1 250 m 海拔僅性狀芒產(chǎn)生了明顯的偏分離，偏向小麻谷(占 88.7%)。總體變化趨勢(shì)是穎尖和穎殼具有顏色的單株比例隨種植海拔降低而增大，出現(xiàn)有芒單株的比例則是海拔1 860 m 的中高海拔群體低于其它兩個(gè)海拔群體。
1.3 海拔溫度差異導(dǎo)致選擇群體的分子位點(diǎn)發(fā)生偏分離
利用親本南 34 和小麻谷間存在多態(tài)性的 7 個(gè)分子標(biāo)記，對(duì)產(chǎn)生于 3 個(gè)不同海拔的 NX 群體和 XN 群體進(jìn)行分析。經(jīng) χ2 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，海拔溫度對(duì)水稻雄配子體基因型選擇，導(dǎo)致多個(gè)分子位點(diǎn)表現(xiàn)遺傳偏分離(表 3)。產(chǎn)生于海拔 2 200 m 的選擇群體共有 7 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，其中 NX 群體有 5 個(gè)，XN 群體有 2 個(gè)；產(chǎn)生于海拔 1 860 m 的群體共有 5 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，NX 群體有 4 個(gè)，XN 群體有 1 個(gè)；產(chǎn)生于海拔 1 250 m 的群體共有 6 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離，NX 群體有 5 個(gè)，XN 群體有 1 個(gè)。
海拔差異對(duì)不同分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離的程度也具有不同影響。有5個(gè)位點(diǎn)RMAN7、RM166、 RM333、M45461 和 68923-10 在選擇群體中的偏分離隨海拔降低而減小或消失，例如68923-10位點(diǎn)(圖 1)，在海拔 2 200 m 產(chǎn)生的 NX 群體中偏向南 34 的基因頻率高達(dá) 97.8%，在 1 860 m 海拔為 92.7%，在 1 200 m 海拔下降為 88.1%；RM166 位點(diǎn)，在海拔 2 200 m 產(chǎn)生的 NX 群體和 XN 群體中偏向南 34 的基因頻率分別為 76.9%和 66.3%，在 1 860 m 海拔僅在 NX 群體中檢測(cè)到偏分離，且基因頻率下降到 61.4%，在 1 250 m 海拔 2 個(gè)群體中均沒(méi)有偏分離發(fā)生。而另外 2 個(gè)位點(diǎn) RM218 和 RM257 的變化趨勢(shì)卻相反，偏分離隨海拔增高而減小或消失。
另外，發(fā)生偏分離的分子位點(diǎn)在染色體上分布不均，受海拔溫度的影響效應(yīng)各異。位于第 2 染色體的 2 個(gè)分子位點(diǎn)發(fā)生 8 次遺傳偏分離，位于第 3 染色體的 RM218 位點(diǎn)僅在海拔 1 250 m 的 NX 群體中出現(xiàn)偏分離，位于第 10 染色體的 3 個(gè)位點(diǎn)
RM333、M45461 和 68923-10 出現(xiàn) 9 次偏分離。
表 2 不同海拔產(chǎn)生的水稻雄配子體基因型選擇群體的 3 個(gè)質(zhì)量性狀 χ2檢驗(yàn)
Table 2 Chi-square test of three qualitative traits of rice male gametophyte genotype selecting population generated at different altitude
注: PP: 群體 ; TC: 穎尖色; GC: 谷殼色; TA: 頂芒; NX: 合系 42A//南 34/小麻谷 群體; XN: 合系 42A//小麻谷/南 34 群體;
χ20.05, 1=3.84, χ20.01, 1=6.63
Note: PP: Population; TC: Glume tip color; GC: Glume color; TA: Tip awn; NX: Hexi 42A//Nan 34/Xiaomagu population; XN: Hexi
42A//Xiaomagu/Nan 34 population; χ20.05, 1=3.84, χ20.01, 1=6.63
表 3 不同海拔產(chǎn)生的水稻雄配子體基因型選擇群體的分子位點(diǎn) χ2 檢驗(yàn)
Table 3 Chi-square test of molecular loci of rice male gametophyte genotype selecting population generated at different altitude
Table 2 Chi-square test of three qualitative traits of rice male gametophyte genotype selecting population generated at different altitude
|
群體 海拔(m) 樣本 PP AL (m) N |
穎尖色 TC |
|
穎殼色 GC |
|
芒 TA |
|||||
|
白色(%) White (%) |
紫色(%) Purple (%) |
χ2 值 χ2 value |
白色(%) White(%) |
紫色(%) Purple (%) |
χ2 值 無(wú)(%) χ2 value No (%) |
有(%) Yes (%) |
χ2 值 χ2 value |
|||
| 2 200 群體 1 860 NX 1 250 |
146 158 121 |
70(47.95) 74(46.84) 35(28.93) |
76(52.05) 84(53.16) 86(71.07) |
0.17 0.51 14.75** |
95(65.07) 95(60.13) 49(40.50) |
51(34.93) 63(39.87) 72(59.50) |
12.66** 6.08* 4.37* |
138(94.52) 156(98.73) 110(90.91) |
8(5.48) 2(1.27) 11(9.09) |
113.98** 148.16** 79.37** |
| 2 200 群體 1 860 XN 1 250 |
137 172 115 |
87(63.50) 98(56.98) 50(43.48) |
50(36.50) 74(43.02) 65(56.52) |
9.46** 3.33 0.31 |
88(64.23) 107(62.21) 61(53.04) |
49(35.77) 65(37.79) 54(46.96) |
10.54** 9.77** 0.87 |
128(93.43) 166(96.51) 102(88.70) |
9(6.57) 6(3.49) 13(11.30) |
101.64** 147.98** 67.34** |
χ20.05, 1=3.84, χ20.01, 1=6.63
Note: PP: Population; TC: Glume tip color; GC: Glume color; TA: Tip awn; NX: Hexi 42A//Nan 34/Xiaomagu population; XN: Hexi
42A//Xiaomagu/Nan 34 population; χ20.05, 1=3.84, χ20.01, 1=6.63
表 3 不同海拔產(chǎn)生的水稻雄配子體基因型選擇群體的分子位點(diǎn) χ2 檢驗(yàn)
Table 3 Chi-square test of molecular loci of rice male gametophyte genotype selecting population generated at different altitude
|
分子標(biāo)記 Marker |
染色體 Chr. |
海拔 AL |
NX 群體 NX population |
XN 群體 XN population |
||||||
|
樣本 N |
南 34 (%) 小麻谷(%) 卡方值 Nan34 (%) Xiaomagu (%) χ2 value |
樣本 N |
南 34 (%) Nan34 (%) |
小麻谷(%) Xiaomagu (%) |
卡方值 χ2 value | |||||
| RMAN7 | 2 | 2 200 | 143 | 85(59.44) | 58(40.56) | 4.72* | 83 | 68(81.93) | 15(18.07) | 32.58** |
| 1 860 | 127 | 75(59.06) | 52(40.94) | 3.81 | 149 | 93(62.42) | 56(37.58) | 8.70** | ||
| 1 250 | 109 | 63(57.80) | 46(42.20) | 2.35 | 89 | 44(49.44) | 45(50.56) | 1.12 | ||
| RM166 | 2 | 2 200 | 121 | 93(76.86) | 28(23.14) | 34.92** | 104 | 69(66.35) | 35(33.65) | 10.47** |
| 1 860 | 114 | 70(61.40) | 44(38.60) | 5.48* | 149 | 84(56.38) | 65(43.62) | 2.17 | ||
| 1 250 | 109 | 48(44.04) | 61(55.96) | 1.32 | 112 | 48(42.86) | 64(57.14) | 2.01 | ||
| RM218 | 3 | 2 200 | 116 | 56(48.28) | 60(51.72) | 0.08 | 99 | 51(51.52) | 48(48.48) | 0.04 |
| 1 860 | 107 | 61(57.01) | 46(42.99) | 1.83 | 166 | 84(50.60) | 82(49.40) | 0.01 | ||
| 1 250 | 105 | 67(63.81) | 38(36.19) | 7.47** | 101 | 52(51.49) | 49(48.51) | 0.04 | ||
| RM257 | 9 | 2 200 | 124 | 57(45..97) | 67(54.03) | 0.65 | 107 | 51(47.66) | 56(52.34) | 0.15 |
| 1 860 | 126 | 67(53.17) | 59(46.83) | 0.39 | 163 | 91(55.83) | 72(44.17) | 1.98 | ||
| 1 250 | 109 | 77(70.64) | 32(29.36) | 17.76** | 106 | 65(61.32) | 41(38.68) | 4.57* | ||
| RM333 | 10 | 2 200 | 134 | 108(80.60) | 26(19.40) | 48.96** | 105 | 54(51.43) | 51(48.57) | 0.04 |
| 1 860 | 129 | 97(75.19) | 32(24.81) | 31.75** | 170 | 83(48.82) | 87(51.18) | 0.05 | ||
| 1 250 | 101 | 73(72.28) | 28(27.72) | 19.17** | 106 | 58(54.72) | 48(45.28) | 0.76 | ||
| M45461 | 10 | 2 200 | 137 | 134(97.81) | 3(2.19) | 123.36** 91 | 47(51.65) | 44(48.35) | 0.04 | |
| 1 860 | 116 | 108(93.10) | 8(6.90) | 84.49** 147 | 76(51.70) | 71(48.30) | 0.11 | |||
| 1 250 | 119 | 106(89.08) | 13(10.92) | 71.13** 117 | 63(53.85) | 54(46.15) | 0.55 | |||
| 68923-10 | 10 | 2 200 | 134 | 131(97.76) | 3(2.24) | 120.37** 105 | 55(52.38) | 50(47.62) | 0.15 | |
| 1 860 | 110 | 102(92.73) | 8(7.27) | 78.63** 141 | 67(47.52) | 74(52.48) | 0.26 | |||
| 1 250 | 101 | 89(88.12) | 12(11.88) | 57.19** 98 | 52(53.06) | 46(46.94) | 0.26 | |||
圖 1 標(biāo)記 68923-10 在 NX 群體中的遺傳分離
注: 1~11: NX 群體中的單株; X: 小麻谷；N: 南 34; M: DNA
marker
Figure 1 The genetic segregation of marker 68923-10 in NX population
Note: 1~11: Plants in NX population; X: Xiaomagu; N: Nan34; M: DNA marker
2 討論利用云南獨(dú)特的立體自然氣候，將實(shí)驗(yàn)材料種植于直線距離 3.0×105 m 以內(nèi)、海拔落差達(dá) 950 m、最大年均溫差達(dá) 5.4℃以上的 3 個(gè)不同海拔實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，使海拔溫度差異成為影響雄配子體選擇的主要環(huán)境因素。此外，為便于對(duì)雄配子體基因型的檢測(cè)，本研究利用秈粳交后代品系與來(lái)自高海拔的地方粳稻老品種雜交獲得雜合體 F1，這樣從設(shè)計(jì)上排除了用秈粳雜交由于不親和性帶來(lái)的雜種 F1 沒(méi)有正常花粉的影響。然后，用種植在不同海拔的雜合體 F1 花粉(雄配子體基因型分離)為供體給育性穩(wěn)定的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系(雌配子體基因型一致)授粉，既完全避免了假雜種的產(chǎn)生，又可大量方便地產(chǎn)生反映雄配子體基因型選擇的群體，通過(guò)檢測(cè)選擇群體的基因型方便地推測(cè)雄配子體的基因型。
海拔溫度對(duì)雄配子體基因型選擇群體的形態(tài)性狀具有不同程度的選擇作用。對(duì) 3 個(gè)不同海拔背景產(chǎn)生的選擇群體的形態(tài)性狀分析發(fā)現(xiàn)，隨產(chǎn)生海拔由高到低，選擇群體間的性狀差異卻逐漸減少，如海拔 2 200 m 耐寒粳稻區(qū)與海拔 1 860 m 粳稻區(qū)和 1 250 m 秈稻區(qū)比較，在選擇群體的 8 個(gè)數(shù)量性狀中分別有 7 個(gè)和 5 個(gè)性狀存在顯著差異；在海拔 1 860 m 和 1 250 m 僅有 3 個(gè)性狀存在顯著差異。這說(shuō)明高海拔低溫環(huán)境較低海拔溫暖環(huán)境具有較大的選擇作用。有研究也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生于高海拔的群體孕穗期耐冷性高于中低海拔產(chǎn)生的群體(王石華, 2011)。
海拔溫度差異對(duì)雄配子體基因型具有不同程度選擇壓力。從性狀多樣性指數(shù)看，8 個(gè)性狀中有 7 個(gè)具有一致的趨勢(shì)，即海拔 2 200 m＜1 250 m＜1 860 m。這表明高海拔低溫環(huán)境的選擇壓力最大，中高海拔溫涼粳稻區(qū)的選擇壓力最小，低海拔溫暖秈稻區(qū)的選擇壓力介于兩者之間。這一結(jié)論在選擇群體的分子位點(diǎn)發(fā)生遺傳偏分離的數(shù)量上和程度上也得到證實(shí)。在發(fā)生遺傳偏分離的分子位點(diǎn)數(shù)量上，產(chǎn)生于海拔 2 200 m 的選擇群體有 7 個(gè)，產(chǎn)生于海拔 1 860 m 的有 5 個(gè)，產(chǎn)生于海拔 1 250 m 的有 6 個(gè)；在發(fā)生遺傳偏分離的程度上，有 5 個(gè)位點(diǎn)在選擇群體中偏分離隨海拔降低而減小或消失，有 2 個(gè)位點(diǎn)的變化趨勢(shì)卻相反。有研究也表明對(duì)雄配子體施以異常低溫或高溫壓力進(jìn)行選擇和淘汰，其后代孢子體表現(xiàn)型的耐性可明顯得到提高(Clegg et al., 1978)。
本研究表明高海拔低溫環(huán)境和低海拔高溫環(huán)境對(duì)雄配子體基因型的選擇壓力大。那么利用云南具有的自然立體氣候，在環(huán)境差異較大的條件下更便于開(kāi)展雄配子體選擇育種，提高選擇效率、縮短育種周期。事實(shí)上，早在上世紀(jì) 70 年代，就有采用雄配子體選擇育種的方法來(lái)提高理想性狀基因型的機(jī)率(Hormaza and Herrero, 1996)。在離體和非離體條件下對(duì)雄配子體施加選擇壓力，產(chǎn)生具有抗性基因型的花粉，用之授粉培育出抗性強(qiáng)的優(yōu)良品種(Sari-Gorla et al., 1994; Ravikumar and Patil, 2004)。在改良鷹嘴豆的耐冷性時(shí)，通過(guò)雄配子選擇育種的方法選育出耐冷性極強(qiáng)的株系(Clarke et al., 2004)。
表 4 不同海拔點(diǎn)的環(huán)境氣候因子
Table 4 Environmental factors at different altitude
應(yīng)用這一方法也成功地培育出耐銅的酸漿(Searcy,
1993)和耐鋅的小麥(Searcy and Mulcahy, 1985)。
3 材料與方法
3.1 實(shí)驗(yàn)材料材料包括 3 個(gè)粳稻品種(系)及其作為親本構(gòu)建的 6 個(gè)雜合體雄配子體基因型選擇群體。其中 3 個(gè)粳稻品種(系)為耐寒粳稻地方老品種永寧小麻谷(來(lái)自海拔 2 650 m 的云南省永寧鄉(xiāng))，秈粳交后代品系南 34(滇 1 型雜交粳稻的優(yōu)良恢復(fù)系)和滇 1 型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系合系 42A。
雄配子體基因型選擇群體的構(gòu)建：2008年在海南冬季種植南34和小麻谷，通過(guò)正反雜交產(chǎn)生基因型雜合的2個(gè)雜種F1，即南34/小麻谷和小麻谷/南 34。2009年，在云南3個(gè)海拔相差950m、孕穗抽穗期平均溫度相差7℃的不同稻作生態(tài)點(diǎn)團(tuán)結(jié)鄉(xiāng)、昆明和蒙自(表4)，分別種植2個(gè)雜種F1和不育系合系 42A，開(kāi)花期以雜種F1為父本分別授粉給不育系合系42A，各點(diǎn)產(chǎn)生2個(gè)雜合體雄配子體基因型選擇群體(以下簡(jiǎn)稱“選擇群體”)，即合系42A//南34/ 小麻谷(以下簡(jiǎn)稱“NX群體”)、合系42A//小麻谷/ 南34(以下簡(jiǎn)稱“XN群體”) ，在3個(gè)不同海拔點(diǎn)共計(jì)產(chǎn)生6個(gè)選擇群體。2010年，各海拔點(diǎn)所產(chǎn)生的選擇群體繼續(xù)種于當(dāng)?shù)亍?br /> 3.2 試驗(yàn)種植
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 |
3.3 形態(tài)性狀考察
親本小麻谷和南 34 在 11 個(gè)形態(tài)性狀上具有明顯差異(表 5)，所以本試驗(yàn)調(diào)查各選擇群體單株的這
11 個(gè)形態(tài)性狀，包括 8 個(gè)數(shù)量性狀，如田間株高 (cm)、劍葉長(zhǎng)(cm)、穂長(zhǎng)(cm)、穂莖長(zhǎng)(cm)、總粒數(shù)(粒/穗)、秕粒數(shù)(粒/穗)、結(jié)實(shí)率(%)、著粒密度(穗總粒數(shù)/穗長(zhǎng))，和 3 個(gè)質(zhì)量性狀，如穎尖顏色、穎殼顏色和芒。質(zhì)量性狀調(diào)查群體單株有或無(wú)，無(wú)標(biāo)記為 1，有標(biāo)記為 2。
3.4 PCR 標(biāo)記分析
采用 CTAB 法提取葉片總 DNA。用來(lái)自水稻 12 條染色體上的 200 對(duì) SSR 引物分析親本，篩選出分布于 4 條染色體的 7 對(duì)引物在親本間具有多態(tài)性。利用這 7 對(duì)引物對(duì)來(lái)自不同海拔的選擇群體進(jìn)行分析。 PCR 反應(yīng)體系為 13 μL，其中 2×power Tap
PCR MasterMix 6.5 μL，ddH2O 4.9 μL,前后引物各
表 5 兩個(gè)親本 11 個(gè)形態(tài)性狀的比較
0.3 μL (10 pmol/mL)，DNA 模板 1 μL (20~40 ng)。擴(kuò)增程序：94℃預(yù)變性 5 min，94℃變性 30s，53℃
~61℃退火 30 s，72℃延伸 50 s~1 min，35 個(gè)循環(huán)， 72℃延伸 5 min。PCR 產(chǎn)物在 2%~2.5%的瓊脂糖凝膠上電泳，紫外燈下觀察并照相。
3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
各選擇群體形態(tài)性狀的差異性，正態(tài)性檢驗(yàn) (Shapiro-Wilk)，卡平方(χ2)檢驗(yàn), Shannon-Weiner 形態(tài)性狀多樣性指數(shù)(Hs =−ΣPiInPi)，等均采用 DPS 分析軟件統(tǒng)計(jì)。
Table 5 Comparison of eleven morphological traits between two parents
|
參考文獻(xiàn)
Antonovics J., 1971, The effects of a heterogeneous environment on the genetics of natural populations, American Scientist,
59(5): 593-599
PMid:5004086
Black S., Eriksson G., Gustafsson L., and Lundkvist L., 1995, Ecological genetics of the rare species Victa pisiformis: quantitative genetic-variation and temperature response in biomass and fecundity, Acta Oecologica, 16(3): 261-275
Charles W.B., and Harris R.E., 1972, Tomato fruit-set at high and low-temperatures, Canadian Journal of Plant Science,
52(4): 497-506 http://dx.doi.org/10.4141/cjps72-080
Chen S.Q., Wang Z., Liu M.X., and Xie Z.W., 2007, Germination of pollen and growth dynamic of pollen tube in rice, Zhonggou Shuidao Kexue (Chinese Journal of Rice Science), 21(5): 513-517 (陳士強(qiáng), 王忠, 劉滿希, 謝兆偉, 2007, 水稻花粉萌發(fā)及花粉管生長(zhǎng)動(dòng)態(tài), 中國(guó)水稻科學(xué), 21(5): 513-517)
Clarke H.J., Khan T.N., and Siddique K.H.M., 2004, Pollen selection for chilling tolerance at hybridization leads to improved chickpea cultivars, Euphytica, 139(1): 65-74 http://dx.doi.org/10.1007/s10681-004-2466-y
Clegg M.T., Kahler A.L., Allard R.W., 1978, Estimation of life cycle components of selection in an experimental plant population, Genetics, 89(4): 765-792
PMid:17248851 PMCid:PMC1213867
Gao L., and Yang B., 2006, Genetic diversity of wild Cymbidium goeringii (Orchidaceae) populations from Hubei based on ISSR analysis, Shengwu Duoyangxing
(Biodiversity Science), 14(3): 250-257 (高麗, 楊波, 2006, 湖北野生春蘭資源遺傳多樣性的 ISSR 分析, 生物多樣
性, 14(3): 250-257)
He G.H., Zheng J.K., Yin G.D., and Yang Z.L., 1994, Game fertility of F1 between Indica and Japonica, Zhonggou
Shuidao Kexue (Chinese Journal of Rice Science), 8(3):
177-180 (何光華, 鄭家奎, 陰國(guó)大, 楊正林, 1994, 水稻亞種間雜種配子育性的研究, 中國(guó)水稻科學(xué), 8(3):
177-180)
Herrero M.P., and Johnson R.R., 1980, High-temperature stress and pollen viability of maize, Crop Science, 20(6):
796-800 http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1980.0011183X00200006
0030x
Hormaza J.I., and Herrero M., 1996, Male gametophytic selection as a plant breeding tool, Scientia Horticulturae,
65(4): 321-333
http://dx.doi.org/10.1016/0304-4238(96)00899-0
Koval V.S., 2000, Male and female gametophyte selection of barley for salt tolerance, Hereditas, 132(1): 1-5 http://dx.doi.org/10.1111/j.1601-5223.2000.00001.x PMid:10857253
Lu P.L., Yu Q., Liu J.D., and He Q.T., 2006, Effects of changes in spring temperature on flowing dates of woody plants across China, Botanical Studies, 47: 153-161
Mulcahy D.L., 1979, The rise of the angiosperms: a genecological factor, Science, 206(4414): 20-23 http://dx.doi.org/10.1126/science.206.4414.20 PMid:17812428
Nevo E., 2001, Evolution of genome-phenome diversity under environmental stress, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98(11):
6233-6240
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.101109298 PMid:11371642 PMCid:PMC33451
Ravikumar P.L., and Patil B.S., 2004, Effect of gamete selection on segregation of wilt susceptibility-linked DNA marker in chickpea, Current Science, 86(5): 642-643
Sari-Gorla M., Ferrario S., Frascaroli E., Frova C., Landi P., and Villa M., 1994, Sporophytic response to pollen selection for alachlor tolerance in maize, Theor. Appl. Genet., 88(6-7): 812-817 http://dx.doi.org/10.1007/BF01253990
Searcy K.B., 1993, Selection for tolerance to copper during pollen formation in Mimulus guttatus Fischer ex DC,
Theor. Appl. Genet., 87(1-2): 250-256 http://dx.doi.org/10.1007/BF00223773
Searcy K.B., and Mulcahy D.L., 1985, The parallel expression of metal tolerance in pollen and sporophytes of Silene dioica (L.) Clairv., S. alba (Mill.) Krause and Mimulus guttatus DC, Theor. Appl. Genet., 69(5-6): 597-602 http://dx.doi.org/10.1007/BF00251110
Twell D., 1994, The diversity and regulation of gene expression in the pathway of male gametophyte development, In: Scott R.J., and Stead A.D. (eds.), Molecular and Cellular Aspects of Plant Reproduction, Cambridge University Press, London, UK, pp.83-135 http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511752339.007
Wang S.H., 2011, Influence of abnormal environmental temperature on rice gametophytic fertility, Guangxi
Nongye Xuebao (Journal of Guangxi Agriculture), 26(1):
21-24 (王石華, 2011, 異常環(huán)境溫度對(duì)水稻配子體育
性的影響, 廣西農(nóng)學(xué)報(bào), 26(1): 21-24)
Young H.J., and Stanton M.L., 1990, Influence of environmental quality on pollen competitive ability in wild radish, Science, 248(4963): 1631-1633 http://dx.doi.org/10.1126/science.248.4963.1631 PMid:17746503
Zeng Y.W., Li Z.C., Yang Z.Y., Shen S.Q., Zhang H.L., and Wang X.K., 2001, Geographical distribution and cline classification of Indica/Japonica subspecies of Yunnan local rice resources, Zuowu Xuebao (Acta Agronomica Sinica), 27(1): 15-20 (曾亞文, 李自超, 楊忠義, 申時(shí)全, 張洪亮, 王象坤, 2001, 云南地方稻種秈粳亞種的生態(tài)
群分類及其地理分布, 作物學(xué)報(bào), 27(1): 15-20)
Zhang G.L., Chen L.Y., Zhang S.T., Liu G.H., Tang W.B., Li
M.H., Lei D.Y., and Chen X.B., 2008, Effects of high temperature stress on pollen characters and anther microstructure of rice, Shengtai Xuebao (Acta Ecologica Sinica), 28(3): 1089-1097 (張桂蓮, 陳立云, 張順堂, 劉國(guó)華, 唐文邦, 李梅華, 雷東陽(yáng), 陳信波, 2008, 高溫脅迫對(duì)水稻花粉粒性狀及花藥顯微結(jié)構(gòu)的影響, 生態(tài)學(xué)
報(bào), 28(3): 1089-1097)
Zhao C.F., Chen G.J., Wang Y.H., Helena K., and Li C.Y., 2007, Genetic variation of Hippophae rhamnoides populations at different altitudes in the wolong nature reserve based on RAPDs, Yingyong Yu Huanjing Shengwu Xuebao (Chinese Journal of Applied & Environmental Biology), 13(6):
753-758 (趙春芳, 陳國(guó)娟, 王芋華, Helena K., 李春陽(yáng),
2007, 利用RAPD標(biāo)記分析臥龍自然保護(hù)區(qū)不同海拔沙棘
種群的遺傳變異, 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 13(6): 753-758)
Zou C.S., and Yu D.Q., 2010, Temperature stress on plant sexual reproduction, Yunnan Zhiwu Yanjiu (Acta Botanica Yunnanica), 32(6): 508-518 (鄒長(zhǎng)松, 余迪求, 2010, 植物有性生殖對(duì)溫度脅迫反應(yīng)的研究進(jìn)展, 云南植物研
究, 32(6): 508-518)
注：本文由筆耕文化傳播www.bigengculture.com整理，版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
本文編號(hào)：9347
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jiyingongcheng/9347.html
最近更新
教材專著
