中国普通野生稻遗传多样性研究进展

普通野生稻是亚洲栽培稻的祖先,中国作为亚洲栽培稻的起源地之一,蕴藏着丰富的普通野生稻资源。为了揭示中国普通野生稻的遗传多样性分布状况,探索普通野生稻的遗传变异规律、居群遗传结构以及演化途径等,为亚洲栽培稻的起源进化研究、品种改良和普通野生稻保护提供科学依据,国内外学者对中国普通野生稻开展了大量的遗传多样性研究,获得了丰富的研究结果。本文分别从遗传多样性研究方法、普通野生稻与亚洲栽培稻遗传多样性的比较、普通野生稻遗传多样性与地理分布和生态环境的关系、保护措施和栽培稻基因渗入对遗传多样性的影响等几个方面的研究结果进行了综述,总结了中国普通野生稻遗传多样性的主要特征,提出了未来我国普通野生稻遗传多样性的研究方向。     

AB-QTL分析法及在水稻优异基因资源发掘和利用中的应用

野生稻是水稻育种的重要种质资源,在其漫长的进化过程中形成了极其丰富的遗传多样性,具有栽培稻所不具有或己消失了的优良基因。利用分子标记技术从野生稻中发掘有利基因是目前稻种资源研究利用中的重点。由于野生稻总的农艺性状表现劣于栽培稻,在实际研究中受到了许多不利因素（不良农艺性状和不利连锁基因的存在、平衡群体中野生稻种较高的不利基因频率、遗传累赘等）的影响,这对野生稻种资源中优异基因的发掘和利用带来了困难。高代回交QTL分析法（advancedbackcrossQTLanalysis,简称AB-QTL）为实现野生种中有利基因的发掘提供了一个新途径,许多研究表明AB-QTL分析法对野生资源中有利基因的发掘是可行的。本文对AB-QTL分析法的理论基础、特性、渗入系构建及其在野生稻遗传分化和产量基因发掘中的应用进行综述,并就今后的研究重点进行了探讨。     

海南普通野生稻对水稻白叶枯病的抗性鉴定

白叶枯病严重危害水稻的生产,防治白叶枯病的工作刻不容缓。目前最有效的防治措施是培育具有抗性的水稻新品种。但是来源于栽培稻的抗病基因抗谱窄、数量有限,因此从野生稻中发掘抗白叶枯病基因,对培育具有广谱抗性的水稻新品种具有重要意义。本研究通过接种4个菲律宾白叶枯病菌小种对海南普通野生稻进行抗性鉴定,同时利用目前克隆的已知抗性基因设计分子标记进行PCR分析,检测了其中的抗白叶枯病基因。结果表明,来自海南不同地区的15个普通野生稻居群均表现出对白叶枯病菲律宾小种一定的抗性。功能标记检测结果发现,15个居群的普通野生稻中含有Xa1或其同源基因,但均不含有xa5、xa13抗病基因;7个居群能够扩增出Xa21抗病基因条带;Xa27抗病基因条带能够在另外7个居群中被扩增出。研究结果为发掘具有抗白叶枯病特性的海南普通野生稻材料提供了新的理论参考依据。     

野生稻资源的研究和利用现状

本文详尽讨论了野生稻资源的研究和利用现状,内容包括稻属分类现状,野生稻的细胞遗传学、生物化学、生理学研究,以及野生稻资源的遗传评价和利用。文中主要论述野生稻资源的研究和利用的最新进展,但对早期的工作也进行于归纳和整理。给出了稻属种名变迁录,提出了稻属公认的23个种的最新检索表,按拉丁文学名字母顺序列出了稻属种名及文献中出现过的同名,对野生稻种染色体组的确定及相互关系,核型和单体并附加系等细胞遗传学研究内容,和对野生稻的同功酶分析、胚乳贮藏蛋白分析、叶绿体分子标记(RFLP,RuBp)等生物化学研究内容,以及对野生稻的组织培养、花粉萌发、种子休眠和耐盐性等生理学研究内容进行了详尽阐述,给出了已鉴定出的各个野生种的各个经济性状,总结了利用野生稻资源的有效方法和技术。此外,对各研究领域存在的问题和将来的研究方向进行了讨论。     

二十一世纪水稻育种新战略

本文论述了远缘杂交和多倍体化结合利用基因组间和多倍体杂种优势,开创水稻育种新途径的策略。纵观水稻育种的历史,无论是常规杂交育种,还是杂交稻育种,其研究战略都是建立在有性生殖和二倍体基础上的,归根结底,都是利用栽培稻同一基因组（A基因组）内优良基因的重组以及从野生稻向栽培稻引入少数优良基因。从作物进化     

我国完成短花药野生稻基因组测序及分析

在I-OMAP计划的框架下,中国科学院遗传与发育生物学研究所陈明生课题组通过与深圳华大基因、亚利桑那大学等合作,利用第二代测序技术完成了261Mb高质量的短花药野生稻(O.rachyantha)全基因组序列,并开展了稻属比较基因组学和基因组进化的研究。研究揭示了稻属基因组在基因组大小、基因移动和异染色质进化等方面新的分子机制。     

云南3种野生稻中抗白叶枯病基因的鉴定

白叶枯病是水稻生产上最重要的细菌性病害之一,培育抗病新品种是防治白叶枯病最经济有效的途径。然而,栽培稻来源的抗病基因数量有限,并且部分抗病基因的抗病谱窄。因此,从野生稻中发掘抗病基因,将有利于培育抗病谱广且抗病能力强的水稻新品种。本研究通过抗性鉴定和PCR分析,检测云南野生稻中的抗白叶枯病基因。结果表明,云南野生稻对2个代表性白叶枯病菌Y8和PXO99具有不同程度的抗性,疣粒野生稻甚至达到免疫的程度。功能标记检测结果显示,3种野生稻中均不含xa5、xa13和Xa21抗病基因,元江普通野生稻含Xa23和Xa3/Xa26基因或其同源基因,景洪普通野生稻中含Xa1、Xa3/Xa26和Xa27基因或同源基因,药用野生稻含Xa3/Xa26基因或同源基因,而疣粒野生稻含有Xa27抗性基因。本研究结果为进一步发掘和克隆云南野生稻中的抗白叶枯病新基因提供了理论参考。     

东乡普通野生稻酯酶同工酶分析

东乡普通野生稻发现于江西省东乡县,地处北纬28°14′,迄今为止是世界上普通野生稻分布的北限。利用同工酶分析技术,从酯酶同工酶谱带来研究其和栽培稻的亲缘关系以及普通野生稻的地位问题,这对查清我     

种子拾趣

<正>最重要的种子——普通野生稻稻米是地球上近一半人口的主要粮食。考古发现,我国是世界上栽培稻的起源中心之一,早在7000多年前,我们的祖先就已会栽培水稻。普通野生稻Oryza rufipogon Griff(.Poaceae)是亚洲栽培稻的近缘祖先,其经过长期的进化变成了现代的栽培稻。在进化过程中,其约有1/3的等位基因和一半的基因型被     

野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,56对SSR引物被用于研究广泛地理分布的55份普通野生稻(其中32份O. rufipogon和23份O. nivara)和25份亚洲栽培稻(14份indica和11份japonica)样本。298个多态性位点被检出,占总扩增等位点的98.68%。野生稻多态性位点的百分比(平均达91%)及Nei’s遗传多样性值(h)明显高于亚洲栽培稻,表明普通野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O. rufipogon和O. nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。许多普通野生稻中籼粳分化尽管不很明显,然而亚洲栽培稻的籼粳亚种分化是明显的。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O. rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。     

Bph15在非洲栽培稻、药用野生稻和宽叶野生稻中的BAC-FISH比较物理定位

用覆盖抗褐飞虱基因Bph15的两个BAC克隆,即20M14 (27 kb)和64O9 (36 kb)作为探针,对非洲栽培稻、药用野生稻和宽叶野生稻体细胞染色体进行荧光原位杂交(FISH)。两个BAC克隆均被定位于非洲栽培稻和药用野生稻第4染色体的短臂上,杂交信号的百分距离分别为37.03±4.11和81.22±3.62,相应的信号检出率为41.18%和38.22%。在宽叶野生稻中,有两对同源染色体同时检出信号,分别定位于染色体的短臂和着丝粒区,信号距着丝粒平均百分距离分别为87.78±5.23和0,信号检出率为52.58%。由此推知,这两个BAC克隆在非洲栽培稻和药用野生稻的第4染色体分布同线且同区,并且在宽叶野生稻的DD基因组也存在Bph15基因的同源序列。在未封阻的情况下,BAC克隆在非洲栽培稻的多条染色体上有杂交信号,表明它和栽培稻C_0t-1 DNA在一定程度上具有同源性。上述结果初步显示Bph15在3个稻种染色体中的相对位置。文章讨论了Bph15在3个种间的关系,为有效分离和利用Bph15基因提供了有益的依据,对不同基因组及二倍体和四倍体中功能基因可能进化机制的分析提供了线索。     

36个水稻骨干系的基因组分析及其遗传育种学意义：Ⅱ利用不同方法对稻种分？

选取３６个栽培稻,普通野生稻骨干系进行了ＲＦＬＰ聚类,并对分子标记法,程氏指数法和杂交亲和力法进行了比较分类,结果表明,三种分类方法对水稻材料的分类是基本一致的。采用不同方法进行整理分类,有利于对水稻材料的深刻理解与认识,通过ＲＦＬＰ聚类树状图,籼粳倾向性图及基因型的综合分析,明确了中国普通野生稻可分偏粳型和原始普通型,国外普通野生稻包括偏籼型与原始普野型,中国原始普野型相对倾粳,国外原始普野型,     

海南普通野生稻琼海居群与三亚居群的遗传分化

普通野生稻(OryzarufipogonGriff.)是栽培稻的近缘祖先,蕴藏着丰富的优异基因,是宝贵的水稻遗传资源。普通野生稻主要分布在我国的南方地区,海南岛是我国普通野生稻的主要分布区之一,野生稻的遗传多样性曾经非常丰富。三亚是海南岛典型的热带地区,是普通野生稻主要的分布区。最近在海南琼海发现一个原生境普通野生稻居群,尚不清楚海南普通野生稻琼海居群与三亚居群之间的遗传关系。本研究采用37个SSR标记从SSR座位的多态率、SSR座位的基因杂合性、两居群间的遗传相似性和遗传距离以及两居群间的遗传分化等四方面,对海南普通野生稻琼海居群与三亚居群进行了遗传分析,旨在为海南普通野生稻的深入研究提供基础。结果表明SSR座位在两群体中存在较高的遗传变异,且其在普通野生稻三亚居群的遗传变异高于在普通野生稻琼海居群的遗传变异。SSR座位在琼海居群中的多态率为81.0811%,在三亚居群中的多态率为91.8919%;观察杂合性、理论杂合性、非偏性杂合性在三亚居群中的平均值为0.5651、0.4449、0.4661,高于在琼海居群中的相应平均值(0.4097、0.2057、0.2670)。根据Nei遗传相似性和遗传距离普通野生稻琼海居群与三亚居群间的遗传相似性为0.6385,遗传距离为0.4486。FST检验表明,两群体之间存在着中等程度的遗传分化(FST=0.3909),表明这两个普通野生稻居群内存在着60.91%的遗传变异。     

中国科学院遗传发育所发现野生稻并不“野”

<正>普通野生稻一直被认为是亚洲栽培稻的野生祖先,也是水稻改良过程中的重要种质资源。普通野生稻经过近万年的驯化到农家品种,进一步经过近百年的现代育种得到现代栽培稻品种,这一过程伴随着遗传多样性的减少和很多优异基因的丢失。育种家在现代育种实践中也逐渐意识到这一点,水稻重大改良过程中的很多重要基因,如袁隆平     

36个水稻骨干系的基因组分析及其遗传育种学意义 Ⅱ利用不同方法对稻种分类的研究

选取３６个栽培稻、普通野生稻骨干系进行了ＲＦＬＰ聚类，并对分子标记法、程氏指数法和杂交亲和力法进行了比较分类。结果表明，三种分类方法对水稻材料的分类是基本一致的。采用不同方法进行整理分类，有利于对水稻材料的深刻理解与认识。通过ＲＦＬＰ聚类树状图、籼粳倾向性图及基因型的综合分析，明确了中国普通野生稻可分偏粳型和原始普野型，国外普通野生稻包括偏籼型与原始普野型。中国原始普野型相对倾粳，国外原始普野型相对倾籼，它们是遗传分化显著不同的两种类型。     

野生稻有利基因的挖掘利用及研究进展

野生稻是一个重要的有利基因库,包含了对各种生物胁迫的抗性和非生物胁迫的耐性基因.本文对抗病虫性、抗逆性、优良米质、雄性不育等特异性状的研究及利用作了概述,论述了野生稻丰富的遗传多样性和种质资源研究成就,针对目前存在的突出问题,提出了野生稻种质资源有利基因的研究目标和主要任务,并对野生稻有利基因的利用前景进行了探讨.     

亚洲杂草稻红色果皮分子鉴定及其Rc-bHLH序列多态性分析

多数杂草稻的果皮是红色,该特征可用于稻田中杂草稻的早期的初步鉴定,也可用于水稻果皮Rc/rc基因的起源进化研究。本研究利用红色果皮Rc基因第六外显子的In Del标记RID14对来自亚洲不同稻作区的199份杂草稻(O.sativa f.spontanea)、24份栽培稻(O.sativa)和9份野生稻(O.rufipogon)进行基因型鉴定并与表型比对;同时对9份代表性杂草稻Rc-b HLH位点的DNA序列进行测序,并将其与下载的29份栽培稻(籼,粳)和14份野生稻的对应序列进行比对分析。研究结果表明:(1)亚洲杂草稻的果皮颜色的表型多样,多数(84.4%)为红色或褐色(由浅至深)、少数(15.6%)为白色,其基因型与表型鉴定结果高度一致;杂草稻红色果皮Rc基因第六外显子均为无14 bp缺失的类型,仅有一份中国东北杂草稻除外(为14 bp缺失型),揭示用RID14标记可以早期快速的鉴定稻田中红色果皮杂草稻;(2)测试的9份杂草稻其Rc-b HLH位点的DNA序列均较为保守,其中出现4个突变位点;(3)在Rc-b HLH部分区域(1~115 bp),红色果皮的籼型栽培稻、杂草稻和野生稻的DNA序列相同,但红色果皮粳型栽培稻与白色果皮籼型栽培稻和杂草稻在106 bp处存在一个A/G替换;(4)通过对比野生稻和栽培稻,杂草稻在Rc-b HLH位点核苷酸多态性多态性最高,但是野生稻在该位点Tajima'D检验值呈显著,说明Rc-b HLH位点在野生稻中有选择性;通过聚类分析发现分为2个类群,类群1由白色果皮的杂草稻、籼型栽培稻和红/白果皮的粳型栽培稻组成;类群2由红色果皮的栽培稻(籼型)、杂草稻和野生稻组成。该结果暗示:在粳稻区,白色果皮的亚洲杂草稻可能由栽培稻退化返祖而形成的;在籼稻区,红色果皮的亚洲杂草稻可能经由栽培稻及野生稻杂交(如籼籼交或栽野交)演化而来。     

转CrylAc/CpTI栽培稻外源基因渗入普通野生稻中可稳定的遗传和表达

转基因水稻的研发以及环境释放,外源基因通过花粉逃逸到野生近缘种中,可能带来的生态效应愈来愈受到人们的关注.本研究采用人工杂交技术将CrylAc/CpTI双价抗虫基因从转基因栽培稻渗入普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)中,获得普通野生稻F1及分离后代F2、F3、F4、F5和回交后代BC1F1和BC...     

广西野生稻酯酶同工酶研究报告

本研究采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定了广西普通野生稻(Oryza sativaL.f.spontanea Rosche V.)、药用野生稻(O.officinalis Wall et Watt)和栽培稻(O.sativa L.)等共848份资源的干种子胚,获得了酯酶同工酶酶谱类型41个。试验结果表明:(1)本研究测定的3个稻种都有1、7A 正极酶谱带,普通野生稻和栽培稻都有1、4、7A 正极酶带,大多数普通野生稻还持有2A 正极酶带。(2)不同稻种间有各自不同的酶谱类型。广西普通野生稻酶谱类型十分丰富(355份样本出现29个类型),其中以具有1、2、4、7A 类型占优势(占54.1%)地理分布广。药用野生稻酶谱类型较贫乏(87份样本仅有2个类型),其中以具有1、5、7A 类型占优势(占79.3%)。(3)普通野生稻不同形态特征的分类和酯酶同工酶酶谱类型有密切关系。(4)小生境近稻田的普通野生稻较远离稻田的酶谱类型复杂。本文还结合试验结果提出问题进行探讨,并指出了广西普通野生稻在稻种起源中的地位。     

云南药用野生稻高质量染色体DNA的制备

药用野生稻是我国3种野生稻之一,蕴含丰富的优异基因资源,但由于其CC基因组与栽培稻的AA基因组差异大,远缘杂交不亲合,不易获得后代材料,导致育种中优异基因无法利用。构建大片段基因组文库是研究及利用基因的重要方法,而提取高质量的染色体DNA是建立BIBAC等大片段基因组文库的前提,但按常规方法很难从药用野生稻中提取到Mb级的染色体DNA,需要对提取体系进行优化。本研究对取材与研磨、细胞核的分离与包埋、组蛋白的去除与DNA释放、DNA的酶解与回收等实验步骤进行优化,从药用野生稻中成功提取出1.9Mb的高质量染色体DNA,并对酶解消化体系进行了摸索,制备的染色体DNA可用于构建大片段基因组文库。