的抗稻瘟病基因导入粳稻的遗传背景中去,以提高粳稻品种的抗稻瘟病能力,如1943年起利用菲律宾的抗稻瘟病籼稻品种Tadukan,通过籼粳杂交而育成具有Pi-ta抗病基因的下北、越光等粳稻品种:1955年又着手利用印度籼稻品种TKM1和CO25,于1967年育成了具有Pi-zt基因的粳稻品种砦1号及砦2号,对日本各地分布的稻瘟病菌系均有高度抵抗性。
通过籼稻与粳稻亚种间的杂交,选育兼具两者优点的新品种。籼稻和粳稻在形态特征、生理生化特性上均有较明显的差别。国内外遗传育种家们因此而相继开展了籼粳杂交的研究工作,以期探明遗传规律并选育兼具籼粳优点的水稻新品种。
从20世纪20年代末开始,所进行的大量籼粳杂交证明:籼稻与粳稻之间并不存在不可交配性,且杂种一代花粉母细胞减数分裂期的染色体行为也基本正常。惟其杂交后代结实率低,性状分离剧烈,则又与亚种内杂交所获得的杂种的表现迥异。
籼粳杂种一代的结实率通常在5~40%之间,但也有不实或结实率较高甚至接近正常的。一般似与双亲的渊源有关,例如采用具有籼型细胞质的籼稻或粳型细胞质的籼稻分别与籼稻或粳稻杂交时,就往往较易获得高结实率的后代。对籼粳杂种结实率低的原因有几种解释:①因双亲相应染色体间有若干细微的结构上的差异所引起;②因配子发育基因(gamete-deve-lopment genes)的作用,干扰杂种F1配子的发育;③重复育性基因(duplicate fertlity genes)控制着分离世代所表现的不育性等等。籼粳杂种的结实率能随着世代的增进而逐步提高,若通过连续选择则见效更快,并不需采用细胞遗传学措施。这可能是由于与不实性有关的因素的频度随世代演进而渐减,以及结实率过低的植株逐代受自然淘汰之故。当然,其中也有形成为稳定的低结实系统者。
籼粳杂种一代一般优势明显,表现为生育期延长、植株高大、分蘖力强、每穗总颖花数多等。但大多结实率低,农艺性状通常呈中间型而偏于籼稻一方,且叮能有新性状出现,如两个无芒亲本间杂交,第一代穗顶部颖花也可能会出现长短不一的芒等等。第二代群体产生剧烈的分离现象,有大量超亲变异和特异性出现,但多数植株和多数性状均偏于籼稻一方。常见的超亲变异表现在出穗期、株高、叶形、每穗颖花数、结实率、粒型及落粒性状上:常见的特异性表现在花青素着色、穗分支习性、胚乳及芒等性状上,而且还可能出现白化苗、叶绿素缺陷及异颖稻等。
籼粳杂种后代的剧烈变异虽然为水稻育种提供了丰富的变异类型,但在选择上也存在着不少困难:①结实率偏低;②性状的不良连锁难于克服,亚种间理想性状不易组合:③株系遗传性稳定缓慢;④基因型自然淘汰明显。因此在育种技术上要重视正确选择亲本、应用复交或回交方法、扩大杂种后代群体、放宽选择尺度、注意定向选择,以提高育种效率。
日本育种家在40年代就开始致力于把籼稻的抗稻瘟病基因导入粳稻的遗传背景中去,以提高粳稻品种的抗稻瘟病能力,如1943年起利用菲律宾的抗稻瘟病籼稻品种Tadukan,通过籼粳杂交而育成具有Pi-ta抗病基因的下北、越光等粳稻品种:1955年又着手利用印度籼稻品种TKM1和CO25,于1967年育成了具有Pi-zt基因的粳稻品种砦1号及砦2号,对日本各地分布的稻瘟病菌系均有高度抵抗性。南朝鲜则企图通过籼粳杂交育种,把籼稻的半矮生性、抗稻瘟病性与粳稻的生态适应性、优良的食用品质相结合,自70年代初期起陆续育成了统一、水源、密阳等高产籼型品种,投入生产应用。
中国于50年代起开始重视籼粳杂交育种,60年代中期为了改进传统粳稻品种的株型,又着手在粳稻育种中利用籼稻的半矮生性基因。其后又注意利用国际水稻研究所育成的半矮生籼型品种的抗病虫基因。浙江、江苏、湖北省农业科学院,沈阳农学院,辽宁浑河农场等单位先后育成了大面积推广的粳稻良种矮粳23、南粳35、鄂晚5号、沈农1033、辽粳5号等,表现为秆矮、叶片上举、株型好、耐肥抗倒、较抗病、产量高等特点。此外,也有试图通过籼粳杂交以期选育出抗寒、高产的籼型品种。籼粳杂交还是选育不育系和恢复系的有效途径(见杂交稻)。
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