野生稻种质在高大韧稻选育中的应用与展望

[目的]概述野生稻种质在水稻育种上的应用。[方法]在提出高大韧稻的育种理论和发展阶段的基础上,回顾了野生稻种质资源在水稻育种上的应用,重点阐述了1980~1997年高大韧课题组直接利用优异野生稻种质进行高大韧稻育种的主要研究成果。[结果]利用野生稻选育高大韧稻,首次成功向恢复系大规模地导入野生稻细胞核基因,获得野栽型强优恢复系。共获得测25、测253、测781、测258、测1012等5个优良恢复系,育成17个杂交水稻新组合,其中博优253为国家审定品种。将野生稻细胞核基因通过远缘杂交引入恢复系,拓宽恢复系遗传背景。选育遗传背景特异的优良恢复系是新恢复系选育的有效途径。[结论]高大韧稻育种是今后水稻育种的重要方向。     

首创直接利用野生稻杂交选育恢复系与应用

袁隆平先生利用野生稻的败育型细胞质基因育成不育系,而笔者则首创了直接利用野生稻细胞核基因选育恢复系的新途径。笔者介绍了直接利用野生稻杂交选育恢复系的技术路线及方法,该法利用野生稻作为主体亲本,与多个各具有显著特点的恢复材料杂交,充分利用野生稻抗性强、适应性广、米质优等特点。采用“大群体多世代”的育种方法成功育成强优广谱性恢复系测253,并育成一系列高产、优质、多抗的新组合。笔者还介绍了测253及其配组组合的应用和产生的社会效益。     

6个水稻杂交组合与其亲本的SSR标记多态性及其应用

选用分布于水稻12条染色体上的40对SSR引物对6个杂交水稻组合及其亲本的幼苗进行了SSR等位基因多态性分析.结果表明,位点RM224能够鉴别所有试验品种的F1及其亲本;Ⅱ优084和丰两优1号的F1及其双亲各有3对SSR引物可以区分;两优培九F1及其双亲有4对SSR引物可以区分.用位点RM224的引物对1份人为掺杂的两优培九F1样品进行了鉴定,试验结果与样本混合比例结果一致.     

6个水稻杂交组合与其亲本的SSR标记多态性及其应用

选用分布于水稻12条染色体上的40对SSR引物对6个杂交水稻组合及其亲本的幼苗进行了SSR等位基因多态性分析。结果表明,位点RM224能够鉴别所有试验品种的F1及其亲本;Ⅱ优084和丰两优1号的F1及其双亲各有3对SSR引物可以区分;两优培九F1及其双亲有4对SSR引物可以区分。用位点RM224的引物对1份人为掺杂的两优培九F1样品进行了鉴定,试验结果与样本混合比例结果一致。     

稻分类地位的SSR证据

(禾鲁)稻是发现于我国江苏连云港地区(北纬34°33′～34°46′)具有杂草生长习性的一类稻种资源.本研究采用3 0对水稻SSR引物,比较(禾鲁)稻与2 2份近缘野生种、21份亚洲栽培稻种质间的遗传差异.结果表明,稽稻有14对SSR引物的带型与源于安徽省的4份塘稻材料相同,存在10个与粳稻和野生稻共同的SSR位点等位基因,并携带2个籼稻特征标记位点等位基因和1个普通野生稻特征位点(RM25)等位基因.在RM82位点上,发现1个稽稻、塘稻、深水稻和普通野生稻材料所共有的等位基因.聚类分析和主成分分析则显示稽稻与安徽塘稻遗传距离最近,与太湖栽培粳稻明显不同.认为稽稻是保留较多普通野生稻等位基因的较原始亚洲栽培稻种粳稻类型.     

疣粒野生稻抗白叶枯病新基因xa32(t)的鉴定及其分子标记定位

xa32（t）是从疣粒野生稻与栽培稻经体细胞杂交途径获得的新种质Y76中鉴定出的水稻抗白叶枯病新基因。将Y76与栽培稻＂大粒香＂回交构建F2群体,获得132个抗性稳定的株系。经致病菌株P6对该F2群体抗性鉴定,得到抗感株系数分别为32和100。随机选用覆盖水稻12条染色体的412对SSR引物对亲本和F2代群体进行多态性分析。筛选出8对多态性好的引物标记,连锁遗传分析发现位于xa32（t）同侧的RM8216和RM20A与其连锁,从而将xa32（t）定位在第12染色体长臂上,遗传距离为6.9cm和1.7cm。     

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.     

疣粒野生稻抗白叶枯病新基因xa32(t)的鉴定及其分子标记定位

xa32(t)是从疣粒野生稻与栽培稻经体细胞杂交途径获得的新种质Y76中鉴定出的水稻抗白叶枯病新基因。将Y76与栽培稻"大粒香"回交构建F2群体,获得132个抗性稳定的株系。经致病菌株P6对该F2群体抗性鉴定,得到抗感株系数分别为32和100。随机选用覆盖水稻12条染色体的412对SSR引物对亲本和F2代群体进行多态性分析。筛选出8对多态性好的引物标记,连锁遗传分析发现位于xa32(t)同侧的RM8216和RM20A与其连锁,从而将xa32(t)定位在第12染色体长臂上,遗传距离为6.9cm和1.7cm。     

(禾鲁)稻分类地位的SSR证据

(禾鲁)稻是发现于我国江苏连云港地区(北纬34°33′～34°46′)具有杂草生长习性的一类稻种资源.本研究采用3 0对水稻SSR引物,比较(禾鲁)稻与2 2份近缘野生种、21份亚洲栽培稻种质间的遗传差异.结果表明,稽稻有14对SSR引物的带型与源于安徽省的4份塘稻材料相同,存在10个与粳稻和野生稻共同的SSR位点等位基因,并携带2个籼稻特征标记位点等位基因和1个普通野生稻特征位点(RM25)等位基因.在RM82位点上,发现1个稽稻、塘稻、深水稻和普通野生稻材料所共有的等位基因.聚类分析和主成分分析则显示稽稻与安徽塘稻遗传距离最近,与太湖栽培粳稻明显不同.认为稽稻是保留较多普通野生稻等位基因的较原始亚洲栽培稻种粳稻类型.     

杂草稻、栽培稻及野生稻的遗传多样性比较

用30对SSR引物比较来自不同省区的12份杂草稻、34份栽培稻及36份普通野生稻的遗传多样性,共检测出121个等位变异,每个SSR位点的等位变异数在2～6之间,平均为4.033个。杂草稻、栽培稻和野生稻的遗传多样性指数分别为0.288 2、0.351 5和0.489 9,每个位点在杂草稻、栽培稻、野生稻中的等位基因数平均值分别为2.10、2.27、3.53,说明野生稻的遗传多样性最大。杂草稻与栽培稻之间的遗传距离(0.049 4)明显小于其与普通野生稻间的遗传距离(0.583 8),表明杂草稻与栽培稻亲缘关系较近,而与野生稻的亲缘关系较远,即杂草稻很可能起源于栽培稻的返祖退化。     

水稻红米色素基因的初步定位

本文运用生产中常用的恢复系蜀恢498为父本,贵州大学水稻研究所培育的贵红一号为母本构建的F4群体为材料,对水稻红米色素基因进行定位。经过经典遗传学分析确定了本实验材料的红米色素是由一对主效基因控制,其它微效基因具有修饰作用。运用基因池法筛选出12对具有多态性的SSR引物,分别位于第2、第4、第5、第6、第7和第10染色体上。运用mapmaker 3.0等定位软件,共检测到2个QTL位点,位于RM258-RM228的qAN-10a和位于RM5414-RM252的qAN-4a。其中qAN-10a在锦屏和惠水2个地点均检测到,具有良好的遗传稳定性,且贡献率较大,认为其为主效QTL,可为后续的精细定位提供参考。     

利用SSR分子标记建立杂交水稻指纹图谱

利用微卫星标记对大穗稻1126进行了DNA指纹图谱构建和品种鉴定的研究,77对引物中具有多态性的引物共36对,占所用引物的46．75％。利用这些SSR引物建立了1126的DNA指纹数据库,可以有效解决杂交水稻亲本1126的真伪性及与其他品种的区分问题。三组引物RM21、RM505、RM212共同扩增可以很好地将1126与其亲本Lemont与蜀恢527区分开来,可作为大穗稻1126的特征引物加以鉴定。由此可见利用微卫星分子标记技术进行水稻种子质量鉴定应用前景广阔。     

中国不同省份籼稻地方品种的指纹图谱分析

【目的】通过对中国不同省份籼稻地方品种的SSR标记多样性分析,为中国籼稻地方品种的指纹图谱构建及其有效保护和利用提供理论依据。【方法】利用78对SSR引物,对中国14个省280份籼稻地方品种进行指纹图谱检测,分析不同省份籼稻地方品种间SSR标记遗传多样性差异、等位基因组成及其出现频率等。【结果】共检测到330个等位基因,每对引物等位基因数为2—12个,平均等位基因数为4.141个。RM336、RM334、RM264、RM297、RM204、RM248、RM444的等位基因数和有效等位基因数较多,分别在6和3以上,且遗传多样性指数较高,在1.4以上。78对SSR引物各等位基因的出现频率变异在0.18%—99.56%,RM338的A等位基因出现频率最高,RM131的E等位基因和RM276的F等位基因出现频率最低。RM338、RM308、RM484、RM29等44对SSR引物的某个等位基因在单个或多个省份籼稻地方品种中出现频率为100%。RM336、RM334、RM264、RM204、RM297、RM248、RM263、RM276、RM444、RM21、RM246和RM258等12对引物在多数省份中均表现为较高的遗传多样性。【结论】上述12对SSR引物适用于中国籼稻地方品种的指纹图谱构建。     

野生大豆育成品种与其亲本间的SSR聚类分析

采用分布于大豆(Glycine max)全基因组的90对SSR引物,对来自全国在生产上大面积推广应用的具有野生大豆(Glycine soja)血缘的10个大豆育成品种及其17个亲本材料进行聚类和遗传距离分析。结果表明,当遗传相似系数为0.67时,所有供试材料被分成三类,即育成的大豆品种与其栽培大豆亲本聚为一类,野生大豆亲本在三类中均有分布;野生大豆亲本与栽培大豆亲本间的遗传距离0.177 6野生大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.149 0栽培大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.092 9。表明野生大豆与栽培大豆间有较大的遗传差异性,应用遗传基础不同及遗传差异性较大的野生大豆与栽培大豆之间进行杂交选择,进而拓宽大豆的遗传基础、丰富大豆遗传多样性是有效和可行的。     

东乡野生稻渐渗系基因组结构变化及多样性分析(英文)

[目的]研究东乡野生稻渐渗系基因组结构变化及对其进行多样性分析。[方法]以东乡野生稻(O.rufipogon Griff.,供体)和栽培稻协青早B(O.sativa sp.indica Kato.,受体)构建的BC1F6渐渗群体为研究材料,利用筛选出的分布在12对染色体上的25对SSR引物对群体中的239个株系进行多态性分析。[结果]适25个微卫星位点都有东乡野生稻DNA片段不同程度的渗入,群体均大部分保留亲本协青早B或东乡野生稻的DNA序列。渐渗系基因组中平均受体纯合条带百分率为78.13%,最高达94.98%(引物为RM131),最低为60.25%(引物为RM171)。平均供体纯合条带百分率为13.37%,最高达32.64%(引物为RM171),最低为2.93%(RM1095)。群体中还存在一些杂合位点,平均杂合率为5.62%,最高达10.04%(引物为RM401)。此外,BC1F6渐渗群体中发现有双亲条带的丢失和一些双亲所没有的新条带出现,其中平均亲本条带丢失率为2.88%,最高达13.39%(引物为RM311),最低为0(引物为RM401),平均新带率为1%。高世代渐渗群体平均Nei’s基因多样性(He)和平均Shannon’s信息多样性指数(I)分别为0.276和0.457。[结论]通过远缘杂交渐渗系发生了广泛遗传与表观遗传变异,扩大了遗传变异基础,为水稻品种改良与种质创新奠定了重要基础。     

东乡野生稻渐渗系基因组结构变化及多样性分析

[目的]研究东乡野生稻渐渗系基因组结构变化及对其进行多样性分析。[方法]以东乡野生稻(O.rufipogon Griff.,供体)和栽培稻协青早B(O.sativa sp.indica Kato.,受体)构建的BC1F6渐渗群体为研究材料,利用筛选出的分布在12对染色体上的25对SSR引物对群体中的239个株系进行多态性分析。[结果]25个微卫星位点都有东乡野生稻DNA片段不同程度的渗入,群体均大部分保留亲本协青早B或东乡野生稻的DNA序列。渐渗系基因组中平均受体纯合条带百分率为78.13%,最高达94.98%(引物为RM131),最低为60.25%(引物为RM171)。平均供体纯合条带百分率为13.37%,最高达32.64%(引物为RM171),最低为2.93%(RM1095)。群体中还存在一些杂合位点,平均杂合率为5.62%,最高达10.04%(引物为RM401)。此外,BC1F6渐渗群体中发现有双亲条带的丢失和一些双亲所没有的新条带出现,其中平均亲本条带丢失率为2.88%,最高达13.39%(引物为RM311),最低为0(引物为RM401),平均新带率为1%。高世代渐渗群体平均Nei’s基因多样性(He)和平均Shannon’s信息多样性指数(I)分别为0.276和0.457。[结论]通过远缘杂交,渐渗系发生了广泛遗传与表观遗传变异,扩大了遗传变异基础,为水稻品种改良与种质创新奠定了重要基础。     

栽培稻再生性遗传及育种技术探讨

[目的]分析栽培稻再生性的遗传规律,为创新再生稻育种材料奠定基础.[方法]通过把普通野生稻再生性导入栽培稻和籼粳杂交诱变,获得再生性强的材料,考查其F1和F2中与再生性相关的性状表现,分析栽培稻再生性的遗传规律.[结果]在野栽交品系96-82的两个F1中,再生稻的株高、分蘖数、每穗粒数及产量均为部分显性,两个组合的再生性分别达2级和3级;3个籼粳杂交组合F1再生稻的株高、分蘖数、每穗粒数及产量均明显超过双亲,再生性均达1级.把普通野生稻再生性导入栽培稻和籼粳杂交诱变,育成地下再生分蘖性较强的3个新品系,再生稻1号(桂D1号/96-82)、再生稻2号(明恢63//桂99/96-82)及以陆稻中旱3号作亲本育成再生稻3号(桂99/中旱3号/明恢63).[结论]野栽交品系96-82再生性的遗传传递力较强,表现为部分显性,再生性从F2起出现分离,属于数量遗传.选育的3个新品系具有应用潜力.     

栽培稻与Oryza officinalis相似群野生稻基因组VDAC基因的比较

根据水稻基因组文库日本晴的基因组VDAC基因的序列,设计引物分别扩增6种不同基因组的野生稻(BB、CC、BBCC及CCDD)和2种栽培稻(AA)的基因组DNA的VDAC基因片段.所有分别代表8个VDAC基因的8对引物中,除引物VDAC3外,其它7对引物均能扩增出预期大小的特异条带,其中一些片段是所有试验材料共有的,而另一些则具有明显的基因组或种的特异性.AA、BB、CC基因组均具有VDAC1、VDAC4、VDAC7和VDAC8引物的扩增位点,而DD基因组则不能确定.VDAC6的引物位点是AA基因组所特有.VDAC2引物的扩增位点存在于基因组AA、BB、DD,而CC基因组中则无此位点.而VDAC5则可区分同为CCDD的宽叶野生稻和高秆野生稻.栽培稻种与野生稻种基因组相比能扩增出更多的VDAC基因片段的试验结果,为进一步研究稻属中VDAC基因的起源及进化关系提供了基础.