野生稻保护：严峻的现状

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,为全球一半以上的人口提供了食物来源。野生稻是水稻近缘野生种的总称,包括水稻所在稻属(Oryza)22个野生种以及稻属11个近缘属的野生种,广泛分布于亚洲、非洲、拉丁美洲以及澳大利亚的热带和亚热带地区。由于野生稻是长期自然选择的结果,蕴藏着丰富的物种和遗传多样性,具有大量栽培稻所没有的遗传变异,是     

茶陵普通野生稻种质资源评价及其利用进展

茶陵普通野生稻在恶劣的环境中进化获得了许多栽培稻不具有的优良性状,是栽培稻品种遗传改良可以利用的优异种质资源。从野生稻中发掘和利用优异基因是当前水稻研究的热点。本文综述了茶陵野生稻种质资源评价及其抗病、抗寒等优异基因的研究利用情况,探讨了茶陵野生稻在今后水稻育种研究中的利用潜力,为更好地利用茶陵野生稻提供依据。     

水稻长日抑制基因PhyB的多样性及区域适应性初探

Phy 是在长日照条件下抑制水稻开花的关键基因,但目前对水稻PhyB基因的遗传基础还不清楚,研究其分子遗传机制,对于培育光周期适应性广的品种以及扩大水稻种植区域具有重要意义。本研究选择78份亚洲栽培稻(34份籼稻和44份粳稻)及47份野生稻进行测序,对Phy B基因的核苷酸多态性、单倍型进行分析,计算籼稻、粳稻和野生稻的遗传多样性。结果表明,Phy B基因共有28个单倍型,其中有2个高频率的单倍型分别存在于2个栽培稻亚种中。从Network图可以看出栽培稻分为2组(A组和B组),A组栽培稻包括全部的籼稻和4个粳稻个体,B组栽培稻全是粳稻品种。亲缘地理学分析发现,A、B两组栽培稻具有明显不同的地理分布格局,且A组和B组开花时间差异显著,说明Phy B基因的2个高频率单倍型在2个栽培稻亚种中具有区域适应性,Phy B基因在栽培稻中具有明显的驯化信号,随着水稻种植区域的扩大,进化出适应不同地域特有的等位基因,导致开花时间对不同地区的区域适应性及多样性。     

野生稻遗传基础研究的进展

稻属约22种,其中野生稻约有20个种,它是天然的基因库,保存有栽培稻没有或已消失了的遗传基因,并具有特殊优良农艺性状,如抗病性、抗虫性、抗逆性、雄性不育性等。因此,人们开展稻属种间杂交将野生稻优质、抗性基因导人栽培稻内,育成高产、高抗、优异品质的新品种。野生稻研究不仅对水稻良种的培育及生产的发展起着重大的作用,而且为品种的起源、演变及分化的理论研究提供依据,具有重大的科学意义。对野生稻的考察、搜集和研究,历来受到世界各国水稻工作者的重视,随着水稻育种工作的进展,野生稻资源的利用越来越引起国内外的重视…     

国外对野生稻资源的评价和利用进展

摘要：稻属（Oryza Linnaeus）野生种广泛分布于亚洲、非洲、拉丁美洲和澳洲的77个国家。近代多学科研究表明,野生稻存在着众多的优良性状,包括抗病虫、耐寒、耐盐碱、耐旱、耐荫、节间伸长、胞质雄性不育、大柱头、大粒、早熟、广亲和、高生物产量等,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,其潜在作用日益凸显。野生稻的遗传评价和利用。已从传统的个体水平进入到DNA水平,并取得了瞩目的进展。现代生物技术的不断进步,如胚拯救、体细胞融合、分子标记辅助选择、基因组原位杂交、外源基因渗入系构建、基因定位、稻属野生种的全基因测序和文库构建等,为野生稻有利基因的评价、有效转入栽培稻提供了技术支撑。传统有性杂交结合现代生物技术已成为克服栽野生殖障碍、利用野生稻优良基因的有效途径。     

亚洲栽培稻与AA染色体组稻种的可交配性及F1杂种育性分析

从可交配性和F1杂种育性两方面对亚洲栽培稻与AA染色体组（以下简称AA组）其他7个稻种的系统关系进行了分析。结果表明：栽培稻籼、粳亚种与AA组不同稻种杂交均具有一定的结实率,可交配性不是影响亚洲栽培稻与其他AA组稻种间基因交流的主要生殖障碍。亚洲栽培稻与普通野生稻及尼瓦拉野生稻种间F1花粉育性和小穗育性有不同程度分化,与其他稻种的F1花粉育性和小穗育性均很低,F1杂种不育是AA组内基因交流的主要障碍。综合可交配性和F1小穗育性两方面的因素,初步得出：亚洲栽培稻与AA组稻种的亲缘关系由近及远依次是：普通野生稻、尼瓦拉野生稻、南方野生稻、展颖野生稻、非洲栽培稻、长雄蕊野生稻和短舌野生稻。其中普通野生稻和尼瓦拉野生稻是AA组中可直接利用于水稻育种的野生稻资源。     

栽培稻与其野生近缘种的可交配性研究

通过人工授粉方法研究栽培稻与二倍体和四倍体野生稻之间的可交配性.以栽培稻为对照,用光学显微镜观察不同野生稻花粉在同一栽培种柱头上的萌发生长情况.结果表明,在栽培稻柱头上普通野生稻(AA)花粉萌发最好,与对照萌发情况相近.药用野生稻(CC)萌发差,表现为柱头上花粉附着量少,开始萌发时间迟,萌发量少,花粉管扭曲、缠绕、伸长慢等.四倍体野生稻未观察到有萌发现象.说明普通野生稻与栽培稻亲缘关系近,可交配性好;药用野生稻与栽培稻可交配性差;四倍体野生稻与栽培稻可交配性极差.由此推断,转基因水稻与普通野生稻通过花粉途径发生基因漂移的可能性很大,而与药用野生稻和其他基因组野生稻发生基因漂移的可能性很小.     

水稻与褐飞虱的相互作用研究进展

褐飞虱(Nilapavata lugens,brown planthopper,BPH)是水稻生产中最重要的害虫.水稻与褐飞虱互作机制的研究为培育新的水稻品种做出了贡献.本文综述了栽培稻和野生稻中分离定位的抗褐飞虱基因,以及褐飞虱唾液蛋白、水稻和褐飞虱代谢物和褐飞虱共生菌在水稻-褐飞虱互作关系中的作用.目前从栽培稻和野生稻中鉴定了 40个抗褐飞虱基因,褐飞虱取食的信号转导开启水稻抗性基因的表达和防御机制的改变,包括筛管封闭、次生代谢产物的产生,以及蛋白酶抑制剂的诱导等.褐飞虱的唾液蛋白以及体内存在多种共生微生物对褐飞虱的生长发育和适应抗性都起到一定作用,但目前提出的水稻-褐飞虱分子相互作用的模型仍有许多方面有待研究.     

转基因逃逸及其环境生物安全评价研究进展——抗虫水稻案例分析

转基因技术研发为提高我国水稻产量和减少劳动力投入提供了巨大机遇。我国对转基因水稻研发进行了大量的投入,目前已培育了具有不同新性状的转基因水稻品系,许多品系已进入生物安全评价阶段。风险评价对转基因水稻的安全生产至关重要,是其商品化生产之前必须解决的问题,其中包括转基因逃逸及其潜在环境影响。对水稻抗虫转基因逃逸及其潜在环境风险的评价包括3个重要环节：（1）通过田间试验和模型模拟检测转基因漂移到非转基因栽培稻及其野生近缘种的频率;（2）检测转基因在栽培稻和野生近缘种后代中的表达;（3）确定转基因对野生近缘种群体适合度和进化潜力的影响。大量研究表明,在近距离的空间范围内栽培稻品种之间的基因漂移频率很低（〉0.1%）,但栽培稻与其野生近缘种的基因漂移频率变异很大。进一步研究还表明,Bt抗虫转基因在栽培稻与普通野生稻后代中均能正常表达,但在其不同生长阶段,表达量有很大变异。在有较高水平的害虫虫压下,含有抗虫转基因的栽培稻及野生近缘种杂交后代与不含转基因的对照相比,抗虫性显著提高且适合度利益明显;但是,在虫害发生水平较低时,含有抗虫转基因的群体与不含抗虫转基因的群体相比没有显著的适合度优势。综上,转基因逃逸到非转基因水稻的频率极低,并且可以通过空间隔离阻断其逃逸。虽然抗虫转基因向杂草稻以及与栽培稻距离较近的野生稻群体的逃逸无法避免,但是野生稻和杂草稻群体周围环境中的总体虫压较低,所以基因漂移带来的环境影响应十分有限。     

水稻中山1号及其衍生品种选育和推广的回顾与启示

1926-1933年间,丁颖院士利用广州市东郊犀牛尾沼泽地的普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)自然杂种后代,选育出世界上第一个具有野生稻血缘的新品种中山1号.该品种综合了栽培稻与野生稻的优良特点,产量高,长势旺盛,对于寒害、热害及不良土壤等抵抗力强.半个多世纪以来,我国的水稻育种工作者和农民通过系统选育、杂交育种和辐射诱变育种等多种途径进行改良,共衍生了至少8辈95个品种,累计推广面积达824.6万hm2以上,创造了巨大的经济和社会效益,在水稻育种史上是罕见的.研究表明,丁颖院士是我国野生稻种质资源搜集、研究和利用的先驱.普通野生稻是拓宽水稻遗传多样性基础的重要材料,建立以普通野生稻为供体亲本的单片段代换系是利用其优异基因的有效途径.     

珍稀濒危植物--云南药用野生稻自然生态群的新发现及其特性

野生稻包括云南药用野生稻(Oryza officinalis Wall.ex Watt.,染色体组CC,染色体数2n=24)是宝贵的基因资源库,自然分布急剧减少。2001年,在云南耿马孟定遮甸新发现了1个药用野生稻分布点,该地药用野生稻植株高度可塑性大,可以根据密度和荫蔽情况自动大幅度调节株高;比其它生态群的结实率高;而其自然发病和人工接种鉴定发现抗稻瘟病能力中等偏上,抗白叶枯病害能力强,抗螟虫和稻飞虱能力也很强。品质分析结果表明该居群药用野生稻蛋白质含量比其它野生稻的高,而直链淀粉含量偏低,说明品质较好。本发现对采取有效措施进行药用野生稻原生地保护,以及试验结果对药用野生稻有利基因的发掘和利用都有重要参考价值。     

野生稻抗病虫基因的研究与利用

野生稻是宝贵的种质资源,具有丰富的遗传多样性。多项研究表明,野生稻对多种病虫害有较强的抗性。但由于野生稻的远缘杂交存在许多的弊端,因而采用常规杂交技术不能选育出新的抗性品种而未能这到利用野生稻抗性基因的目的。可考虑从野生稻中提取抗性活性成分用于植物源农药的开发研究,但在实际的研究中发现其有效活性成分含量较少和基因遗传连锁障碍等两个问题。基因的分子标记定住技术可解决这两个难点。使野生稻特别是非AA组野生稻的抗病虫基因在植物源农药开发中的利用成为现实。     

野生稻有利基因的发掘和利用

摘要: 野生稻作为栽培稻的野生亲缘种, 具有许多优良的性状和有利基因, 是栽培稻品种进一步改良的天然遗传种质资源库。其中, 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, 已广泛应用于现代栽培稻的育种改良。文章综述了野生稻种质资源的有利性状及相应控制基因的发掘, 探讨了其在今后水稻育种中的应用潜力。     

Alien introgression in rice

Rice (Oryza sativa L.) productivity is affected by several biotic and abiotic stresses. The genetic variability for some of these stresses is limited in the cultivated rice germplasm. Moreover, changes in insect biotypes and disease races are a continuing threat to increased rice production. There is thus an urgent need to broaden the rice gene pool by introgressing genes for such traits from diverse sources. The wild species of Oryza representing AA, BB, CC, BBCC, CCDD, EE, FF, GG and HHJJ genomes are an important reservoir of useful genes. However, low crossability and limited recombination between chromosomes of cultivated and wild species limit the transfer of such genes. At IRRI, a series of hybrids and monosomic alien addition lines have been produced through embryo rescue following hybridization between rice and several distantly related species. Cytoplasmic male sterility and genes for resistance to grassy stunt virus and bacterial blight have been transferred from A genome wild species into rice. Similarly, genes for resistance to brown planthopper, bacterial blight and blast have also been introgressed across crossability barriers from distanly related species into rice. Some of the introgressed genes have been mapped via linkage to molecular markers. One of the genes Xa-21 introgressed from O. longistaminata has been cloned and physically mapped on chromosome 11 of rice using BAC library and flourescence in-situ hybridization. RFLP analysis revealed introgression from 11 of the 12 chromosomes of C genome species into rice. Introgression has also been obtained from other distant genomes (EE, FF, GG) into rice and in majority of the cases one or two RFLP markers were introgressed. Reciprocal replacement of RFLP alleles of wild species with the alleles of O. sativa indicates alien gene transfer through crossing over. The rapid recovery of recurrent phenotypes in BC₂ and BC₃ generations from wide crosses is an indication of limited recombination. Further cytogenetic and molecular investigations are required to determine precisely the mechanism of introgression of small chromosome segments from distant genomes in the face of limited homoeologous chromosome pairing. Future research should focus on enhancing recombination between homoeologous chromosomes. Introgression of QTL from wild species should be attempted to increase the yield potential of rice.     

中国野生稻遗传资源的保护及其在育种中的利用

我国有三种野生稻,即普通野生稻(Oryza rufipogon)、药用野生稻(O.officinalis)和瘤粒野生稻(O.meyeriana)。这三种野生稻均被列为国家二级保护植物(渐危种)。调查结果表明,野生稻由于其自然群落大量丧失而濒危,濒危程度为普通野生稻>药用野生稻>瘤粒野生稻。造成濒危的主要原因是人为的破坏活动。人类的经济活动导致了野生稻生境丧失、生境质量不断恶化、栖息地越来越少;人类的活动也导致了外来种的入侵。目前,对野生稻的保护措施主要有就地保护(原地保护或原位保护)和迁地保护(易地保护或异位保护)。易地保护包括以种子保存的种质厍、以种茎保存的种质圃和以器官培养物作为材料的超低温保存。野生稻具有许多优良特性,如特强的耐寒性、高的抗病虫性、优质蛋白质含量高、功能叶片耐衰老的特异性、特强的再生性、良好的繁茂性及生长优势等等,这些优良特性已被广泛用于水稻常规育种和杂交育种中,并取得了巨大的社会效益和经济效益。有关野生稻生物技术方面的研究,如花药培养、原生质培养、体细胞杂交和基因工程等方面已取得了较大的进展。野生稻将在水稻育种中发挥越来越重要的作用。     

基于线粒体基因片段核苷酸多态性的亚洲栽培稻起源进化研究

亚洲栽培稻的祖先是普通野生稻,已成为世界公认的观点,然而亚洲栽培稻的2个亚种:粳稻和籼稻是一次起源还是二次起源仍存在很大争议,其起源地是国内还是国外依然是国际学者间争论的焦点。本文通过对184份亚洲栽培稻和203份普通野生稻3段基因序列cox3、cox1、orf 224和2段基因间序列ssv-39/178、rps2-trnfM的多样性研究,验证了以下观点:1)粳稻起源于中国,籼稻起源于中国和国外;2)亚洲栽培稻的起源为二次起源,即普通野生稻存在偏籼和偏粳2种类型,亚洲栽培稻的2个亚种籼稻和粳稻在进化过程中分别由偏籼型的普通野生稻和偏粳型的普通野生稻进化而来。     

水稻野生种质优异基因分子标记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,抗逆性较强,是天然的基因库,保存着栽培稻不具有或已经消失了的特异基因。挖掘野生稻特异基因的研究日益受到重视。本文总结了近3年来在野生稻特异性状基因定位、克隆和育种利用方面的研究进展。 Abstract:Wild rice has adapted to weather and unfavorable environments under natural selection.It has been well recognized as a natural gene bank that conserves a lot of specific genes presently not available for extinct in the cultivated rice.There is an urgent need to explore these specific genes.The present paper summarized current researches in molecular mapping and cloning of useful genes from wild rice,and their potential application in breeding.     

云南野生稻中的抗白叶枯病基因Xa21的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

作物野生近缘种的保护与利用

作物野生近缘种将是保证下一世纪粮食充足的重要因素。近30余年来国际国内非常重视作物野生种质资源的搜集、保存、鉴定、评价和利用的研究。我国作物野生近缘种特别丰富,同时受威胁非常严重。因此,加大力度开展作物及其野生近缘种种质资源的遗传多样性、保存技术、种质创新和利用的研究是刻不容缓的。     

云南野生稻资源及其保护

云南野生稻生态类型丰富,且具有抗白叶枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已经消失的遗传基因,是水稻品种改良的优良基因库。然而,随着人类社会经济活动对生态环境影响的加剧,这一宝贵的战略性生物资源正面临着快速消失的危险。为了加强云南野生稻资源的保护,近年来,我们对云南野生稻资源开展了原生境保护(物理隔离方式和主流化方式)及非原生境保护(种质库、种质圃、细胞库和DNA库)等保护技术研究,明确了各种保护方法的优缺点和适用性,保护了云南野生稻的多样性和丰富度,为改良栽培稻储备了丰富的基因源。