野生稻优异基因挖掘及其在水稻育种中的利用研究进展

野生稻为水稻的野生近缘种,由于生长在自然环境中,未受到人为选择,其中蕴含着大量栽培稻已丢失的优异基因,是重要的基因宝库.长期以来,各国科学家不断努力挖掘野生稻的优异种质,探索其优异性状的内在遗传规律,用于水稻育种改良.从野生稻优异基因挖掘和利用的角度出发,系统回顾了近几年野生稻的不育性、抗病虫性以及抗逆性等优异性状的研究进展,并对现存的问题和采取的对策进行了探讨.     

中国普通野生稻优异基因的研究与利用

[目的]普通野生稻是栽培稻遗传改良的重要种质资源。该研究旨在为中国普通野生稻的进一步研究、开发和利用提供参考。[方法]简要回顾我国近年来普通野生稻优异基因的研究与利用。[结果]回顾了中国普通野生稻的命名、分类与形态学特征,综述了中国普通野生稻抗病性、抗虫性、产量性状、稻米品质、胞质雄性不育性及其它优异基因的研究与利用,展望中国普通野生稻普野的利用潜力。[结论]普通野生稻中广泛存在着可用于栽培品种改良的优异基因,但需要创建一套切实可行的优异基因转移方法和建立一套快速准确的水稻DNA标记辅助育种体系。     

广西野生稻资源保护现状及育种应用研究进展

广西是我国现存野生稻分布点最多的省(区)之一,野生稻资源丰富.文章介绍了广西野生稻资源保护概况、野生稻优异基因挖掘与评鉴情况及野生稻育种应用现状,认为稳定经费支持力度,加强对广西野生稻资源收集及原位、异位保护的力度,建立健全资源共享平台及合作模式是可持续利用研究的重要保障,今后应利用现代分子生物高新技术加大对广西野生稻资源抗虫、抗病、抗胁迫等优异基因资源的评鉴、定位和克隆,利用连续回交、复交及分子标记辅助选择等手段,加快野生稻优异种质资源在水稻育种和材料创新上的应用.     

野生稻有利基因转移技术

野生稻约20个种,是水稻品种改良的丰富基因资源。利用野生稻种类改良栽培稻的产量潜力、稻米品质、抗病虫能力及耐逆性,已成为水稻育种计划的一项重要内容。 一、野生稻具有丰富的可利用优良性状 据统计,从野生稻种中鉴定出的优良性状(本文将控制这些性状的基因称为有利基因)多达20余种,主要有:胞质雄性不育性,节间伸长能力强、矮秆、早熟、大粒、异     

疣粒野生稻保护、遗传特性及利用研究进展

疣粒野生稻(Oryza meyeriana Baill.)是稻属中保存较多原始性状特征的种类,对病害、虫害及非生物胁迫的抗性良好,尤其是高抗白叶枯病,蕴含大量优良基因,既可作为抗病、抗虫、耐旱和耐盐碱基因发掘及水稻育种的优良抗源材料,也可作为稻作高蛋白、高赖氨酸等改良稻米品质育种的优异种质资源;但疣粒野生稻(GG基因组)与栽培稻(AA基因组)亲缘关系较远,其遗传特性研究和发掘利用远落后于普通野生稻等其他野生稻.文章通过综述疣粒野生稻分类和命名、优异性状、遗传特性及其在水稻种质资源创新与利用等方面的研究进展,并探讨疣粒野生稻研究和利用过程中存在的困难,指出当前疣粒野生稻赖以生存的原生境不断遭到破坏,其生存形势已十分严峻,若现存的居群得不到有效保护,将会造成更多的资源流失;此外,疣粒野生稻基因组的复杂程度限制了其功能基因及基因家族的研究,同时增加了同源基因克隆的难度和准确度,致使疣粒野生稻有利基因的发掘和利用进程缓慢,以疣粒野生稻为亲本的育种研究非常有限.因此,今后要从以下3个方面加强疣粒野生稻研究:(1)重视疣粒野生稻的保护,加强保存、保护措施研究;(2)借助现代生物技术,包括第三代高通量测序技术、蛋白组学分析和代谢组学技术等开展疣粒野生稻优异性状调控机理研究,加强抗病、抗虫、耐旱及耐阴等功能基因的发掘.(3)加强疣粒野生稻杂交障碍和杂交后代不育研究,寻求克服杂交障碍及挽救杂交后代的方法,促进疣粒野生稻在水稻育种中的应用.     

海南疣粒野生稻基因组DNA导入与创新水稻种质

为挖掘和应用海南疣粒野生稻优异资源,本研究调查和筛选优异疣粒野生稻资源,经穗颈注射法向R225等水稻恢复系导入疣粒野生稻基因组DNA,创新水稻育种中间材料;与三系、两系不育系测交配组,对F1代及后代观察、考种与测产,选育杂交水稻强优新组合。采用SSR标记检测导入创新种质、杂交水稻新组合与疣粒野生稻的遗传相关性。结果表明,筛选出15份优异疣粒野生稻资源,获得7份导入种质创新材料,与不育系测交配组选育出12份有效穗数、穗长、千粒重、抗病等农艺性状优良的杂交水稻新组合,通过品种比较试验,筛选出5份高产抗病水稻新组合。SSR标记检测导入创新种质、杂交新组合具有疣粒野生稻特有分子标记带型,说明获得来自疣粒野生稻的种质创新材料,并可稳定遗传。本研究为海南疣粒野生稻种质创新和进一步研究应用提供参考。     

野生稻种质资源优异基因定位和利用的研究进展

野生稻由于长期处于野生状态,经受了各种灾害和不良环境的自然选择,保存着栽培稻不具有的或已经消失了的特异基因,抗逆性较强,是天然的基因库。综述了野生稻种质资源中产量性状、抗病虫性和抗逆性优异基因定位及其在育种、生物技术利用方面的研究进展,以便为作物育种开发和利用野生稻资源提供理论依据。     

广东省农业科学院水稻种质资源研究 60 年：成就与展望

稻种资源是水稻科学研究的重要物质基础。广东省农业科学院建院 60 年来，持续开展了稻种资源收集、保存、鉴定、创新和利用等工作，取得了可喜的成绩：已收集保存国内外栽培稻资源 18 800 多份、野生稻资源 5 158 份；研究建立了水稻种质中期库和野生稻圃，确保稻种资源长久安全保存和利用；系统开展了稻种资源农艺性状、抗病虫、抗逆性、品质等性状的鉴定评价，以及资源遗传多样性、分类、核心种质构建、基因挖掘等基础研究；开展种质创新和利用研究，育成大批优良品种应用于生产。据不完全统计，新中国成立以来，广东利用优异稻种资源选育水稻优良品种 1 000 个以上，其中由广东省农业科学院水稻研究所育成、推广面积达66.67 万 hm2 以上的品种有 31 个；“十五”以来向国内高校、科研机构等单位提供栽培稻、野生稻资源累计近6 000 份次，充分展现了种质资源公益性作用。但在国外资源引进、优异基因挖掘与利用等方面仍显不足。拟以需求和问题为导向，通过多学科、多组学相结合，统筹开展稻种资源各项研究工作，促使资源研究再上新的台阶。     

野生稻种质在水稻抗病育种上的研究及应用进展

野生稻是一个重要的基因资源库,包含了水稻各种病害的抗性基因。本文综述了野生稻丰富的抗性资源及其基因的挖掘,以及在水稻育种上的利用研究进展,并对目前存在的突出问题,提出了野生稻种质资源抗病育种的发展建议。     

野生稻种质在水稻高产育种上的应用研究进展

野生稻种质拥有许多优良的性状和基因,与栽培稻的亲缘关系最近,是栽培稻遗传改良的重要候选资源.文章通过综述野生稻种质在常规稻、三系杂交稻、两系杂交稻上的应用研究进展,并结合生产实践对水稻高产育种方向提出了建议:在科研体制上应加强顶层设计,允许实施一定数量的中长期育种项目,为培育重大品种创造环境;对于普通野生稻的利用,宜选择具有所需优异性状的栽培稻作亲本进行回交、复交或选择不同野栽杂交后代中的优良株系进行兄妹交,使各亲本的优良基因结合于同一栽培品种上;通过胚拯救、转基因、花粉管导入或穗茎注射野生稻DNA、MAS等方法相结合、构建野生稻外源种质渗入的近等基因系和染色体片段替换系等生物技术手段,充分利用其优异性状;利用骨干亲本材料与野生稻种质资源构建遗传材料进行基础理论研究,同时利用MAS技术在骨干亲本材料中进行高产QTL遗传效应验证,从而促进遗传育种科研项目在实践中推广应用.     

普通野生稻(O.rufipogon)微核心种质中广亲和基因S5~n的检测与分析

普通野生稻微核心种质中蕴含丰富的优异基因资源,是用于水稻品种改良和基础研究的重要材料。为了筛选携带广亲和基因S5n的普通野生稻种质,利用前人开发的鉴定水稻S5n基因的InDel分子标记,对107份野生稻微核心种质进行了PCR扩增和读带分析。结果筛选出3份携带S5n广亲和基因的野生稻种质,均来自海南省,该基因可能在海南完成演化。野生稻广亲和材料有助于籼粳交育种材料的创制。     

红莲型不育系C418A的选育及评价

为了进一步拓宽水稻不育系种质资源,利用红芒野生稻与C418杂交,连续回交转育,选育出具有野生稻胞质基因和特异亲和性核基因于一体的红莲型不育系C418A。C418A具有野生稻胞质,为水稻品种多样性和基因多元化提供了丰富的胞质基因,又具有C418的特殊亲和细胞核基因,可提高籼粳2个亚种的亲和力,是籼粳杂交育种优异胞质不育种质资源。     

来源于疣粒野生稻高抗白叶枯病水稻新种质遗传连锁图谱的构建(英文)

Y73是一个疣粒野生稻和栽培稻不对称体细胞杂交的后代株系,它兼具了野生稻高抗白叶枯病的特性和栽培稻优异的农艺性状。本研究以Y73和易感白叶枯病的水稻品种IR24为亲本创制了重组自交系群体,并利用该群体构建了Y73特异的遗传连锁图谱。该图谱包含155个简单重复序列(simple sequence re-peats,SSR)标记和56个序列标签位点(sequence-tagged site,STS)标记,覆盖约1 540.0 cM的水稻基因组区域,平均图距为7.89 cM。该遗传图谱的构建为水稻白叶枯病抗性和其他农艺性状相关的数量性状位点(quantitative trait loci,QTLs)的定位、重要基因的分离和分子标记辅助育种提供了基础。     

野生稻优良基因资源的研究与应用进展

野生稻是栽培稻的野生近缘种,作为重要的基因资源,具有诸多的优良性状,如野生稻对病虫害的抗性、对各种逆境的耐受性以及胞质雄性不育等,已被广泛应用于现代栽培稻的育种改良,成为栽培稻遗传改良的丰富基因源和不可替代的物质基础。本文综述了野生稻优良基因的发掘和种质资源的利用现状,总结了野生稻保护和利用目前存在的问题,并对其在水稻育种中的应用潜力做出了展望。     

野生稻资源的特异性状与超高产育种

野生稻由于长期的自然选择,获得了较强的抗逆性。充分利用野生稻的有利基因,不仅可改变栽培稻的农艺性状,提高其增产潜力,而且为水稻超高产育种和扩大亲本的基因质源提供了一条理想的途径。     

水稻直播相关性状遗传分析及分子机制研究进展

推广应用直播稻以替代水稻传统育苗移栽的栽培方式,是解决经济效益低、水资源浪费、温室气 体排放严重等目前水稻产业面临的一系列严重问题的有效方法。近年来我国直播稻推广迅速,但限制直播稻推 广的诸多关键制约因素,如杂草难以控制、直播出苗率低、出苗不整齐、倒伏等问题尚未有效解决。选育早期 活力强、耐厌氧和低温发芽、抗倒伏的水稻品种,是解决水稻直播关键制约因素的材料基础。水稻基因库中存 在大量相关优异性状和功能基因,鉴定和应用这些功能基因,通过现代分子育种技术培育适应直播的水稻品种, 是突破目前直播稻推广和应用瓶颈的关键。但长期以来水稻育种是围绕移栽的种植方式进行的,大量直播相关 性状的优异功能基因在现代品种中已经丢失。因此必须利用现代基因组学技术,从更广泛的多样性种质资源中 挖掘优异功能基因,剖析控制相关性状的分子调控机制,加快推进精准选育适应直播的水稻品种进程。围绕目 前水稻直播亟需解决的早期生长活力、厌氧发芽、低温发芽以及抗倒伏性状,综述了这些性状目前在种质资源 挖掘、性状遗传分析、功能基因克隆和分子机制研究等方面的进展,展望了这些研究进展在相关性状改良和适 合直播水稻品种选育方面的应用前景,为水稻直播相关性状的基础理论研究和育种应用研究提供参考。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅱ.水稻

水稻是重要的粮食作物,转基因抗虫水稻在我国已经获得安全证书,且其他性状的转基因水稻也进入田间试验和环境释放阶段,因此,水稻的基因漂流备受关注。归纳和分析了近10年来国内外水稻基因飘流的数据和信息,分别包括向栽培稻品种、不育系和普通野生稻的基因飘流,明确了转基因向不育系的飘流频率最大,其次是普通野生稻,向栽培稻品种的飘流频率最小,并提出了向这三种类型水稻基因飘流的0.1%阈值距离。     

关于增强水稻抗逆性方法初探

从野生稻抗性基因的挖掘与利用及其抗逆功能基因研究、激素与水稻的抗逆性、稀土元素和钙对水稻抗逆性的作用3个方面对我国水稻抗逆性研究进展进行了概述,为之后研究提高水稻抗逆性的提供了参考。     

普通野生稻及其与转bar基因水稻杂交F1代的生存竞争力

分别以普通野生稻（Oryza rufipogon Griff）崖城居群、万宁居群、东方居群为母本,以转bar基因抗除草剂水稻品种B2为父本,人工杂交得到转bar基因栽野杂交F1代种子（简称＂Bar野后代＂）。从种子活力、农艺性状、结实能力和再生能力等方面,对Bar野后代和普通野生稻的生存竞争力进行了比较分析。结果表明,Bar野后代种子的发芽能力总体上高于野生稻;农艺性状方面,单作时Bar野后代与野生稻的分蘖数、剑叶面积相差不大,混作时Bar野后代总体上明显优于野生稻,且Bar野后代的相对竞争力（RCA）强于野生稻;结实性方面,Bar野后代稻穗的结实能力总体上强于野生稻;大部分野生稻的稻茬再生率均高于Bar野后代植株。     

药用野生稻有利基因发掘与利用研究进展

药用野生稻具有丰富的遗传多样性并含有大量的优异基因,发掘与利用这些基因对改良栽培稻和培育新种质具有重大意义.因此,通过综述了国内外药用野生稻有利基因发掘及其利用的研究进展,结果表明,药用野生稻在抗病性、抗虫性以及稻米品质方面具有优良性状,目前对这些优异基因的利用的途径主要包括单片段附加系的培育、渗入系的建立及单个基因材料的获得,但在利用过程中仍存在遗传学背景不清楚、常规育种效率不高两方面障碍.针对这些问题,许多研究者提出通过建立药用野生稻全基因组基因嵌入突变体库,利用可转化大片段基因组文库和转基因技术,将大片段克隆导入栽培稻中,通过这些技术方法可将药用野生稻的优良基因转入栽培稻,并已获得了一些极有价值的基因与种植材料.