水稻雄不稔與亞種間雜交不親和性之遺傳機制

Abstract

使用溫敏性雄不稔特性以育成兩系雜交水稻品種可有效利用雜種優勢以提高水稻產量，而目前臺灣仍未建立穩定生產兩系雜種水稻之系統。因此，本研究目的為定位溫敏性雄不稔數量性狀基因座，以探討其遺傳機制，並選拔出溫敏性雄不稔品系作為兩系雜交用之母本，同時探討影響稔實率之雜交不親和性等性狀。本研究以具溫敏性雄不稔性狀之台大品系A與稉稻台南13號雜交產生F1再自交所獲得164株之F2族群為材料，並以129個SSR分子標誌建立連鎖圖譜，提高分子標誌之密度。結合分子標誌基因型與稔實率等外表型進行數量性狀基因定位，結果共測得4個與稔實率相關之QTL：其中位於第1對染色體之QTL於常溫環境下測得，為影響秈稻與稉稻亞種間雜交不親和之QTL，且與前人所測之位置相近；而於第3對與第11對染色體上定位到溫敏性雄不稔QTL，且分別與不同前人測得之溫敏性雄不稔QTL位置相符合，與此兩QTL緊密連鎖之分子標誌可應用於選育兩系水稻雜交系統之具有雄不稔特性之母本品系；而定位於第6對染色體上之QTL由於其影響稔實率之對偶基因來自稉稻父本台南13號，推測此基因座為耐高溫相關之基因座，若將此QTL中之秈稻對偶基因導入稉稻品系中，可望提升臺灣稉稻品系之耐高溫程度，以因應全球氣候暖化。此外，利用上述兩溫敏性雄不稔數量性狀基因座緊密連鎖之分子標誌進行雄不稔個體選拔，獲選稔實率為0%個體均符合緊密連鎖分子標誌之基因型，顯示此兩分子標誌可作為未來選拔雄不稔品系之優良工具。本研究亦定位與雜種水稻生產相關之紫色葉鞘性狀與抽穗期等性狀，可供生產雜交種之參考。綜合影響稔實率之4個QTL分析結果，本研究共推薦6個溫敏性雄不稔品系與6個耐高溫品系，可作為建立水稻兩系雄不稔系統之材料。