广东特殊生境的普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)遗传变异研究

选择来自广东佛冈县地处山林区远离稻田的一个普通野生稻生境中的25份野生稻样本,以国外多年生、一年生普通野生稻7份样本和广东地方栽培稻8个品种为对照进行种植观察,调查了21个形态生物学性状,对调查数据作方差分析表明,有20个性状表现极显著差异,1个性状表现显著差异.通过模糊聚类分析,可将25份样本分为4类,各类与对照材料之间表现不同的遗传差异,说明该生境野生稻存在较丰富的遗传变异,但从形态生物学和生育期观察,从中尚未发现一年生型、栽培型、粳型等变异类型的分化.     

广东普通野生稻调查、收集与保护建议

为了全面了解广东省普通野生稻自然生存现状,更好地为我国野生稻资源的长远保护提供决策依据,2005-2016年我们对广东普通野生稻自然生存状况进行了实地调查。结果查明,目前广东共有25个县(市)尚存普通野生稻,尚有分布点118个,其中103个有历史资料记载,15个为本次调查新发现。根据历史资料统计,广东省原有普通野生稻分布点1083个,但截至目前野生稻已全部消失的分布点有980个,分布点丧失率90.49%,呈现严重濒危的趋势。调查发现,造成野生稻大量消失的原因主要有垦荒造田、水利建设、城镇建设、养殖业发展、除草剂使用、环境污染和外来物种侵袭等。调查的同时,从118个点共收集了1371份种茎样本进行异位保存,为普通野生稻资源持续利用提供了更大的物质保障。此外,对广东普通野生稻的长远保护提出了建议。     

江永普通野生稻遗传多样性和籼粳基因频率监测分析

以栽培稻的8个籼-粳测验种为对照,采用39对SSR引物检测了江永野生稻居群在1982年、2008年、2017年的遗传多样性,采用38对In Del引物检测了江永野生稻居群在1982年、2008年、2017年的籼-粳基因频率。结果表明:在1982年取样保存在异位圃的40份样本的遗传多样性稍高于2008年、2017年原位保护区样本的遗传多样性;2008年取的样本数虽然比2017年多,但两次取的样本之间遗传多样性几乎没差异。不同年份取的样本之间的遗传分化系数Fst都很小,基因流Nm都较大,分化不明显。通过聚类分析和主坐标分析(PCo A),发现野生稻居群与4份栽培粳稻聚为一类,4份栽培籼稻单独聚成一类,显示江永野生稻与粳稻的血缘近于籼稻;籼-粳基因频率的分析表明,野生稻样本多属粳稻型,少数属偏粳稻型,原位保护区的偏粳稻类型单株数占取样单株总数的比例,2008年比1982年的增加了10.0%,2017年比2008年的增加了1.6%,显示江永野生稻原位保护区生境条件有利野生稻从粳稻型向偏粳稻型变异,随着野生稻产生环境适应性变异,籼型基因频率在提高。     

海南黎族聚居区山栏稻的起源演化研究

以14份海南黎族聚居区的山栏稻为研究材料、以原产于中国的69份亚洲栽培稻和110份普通野生稻为对照组,分别对核中SSⅡ基因、ITS基因和Ehd1基因、叶绿体中ndhC-trnV基因以及线粒体中cox3基因等5段序列进行测序,分析基因序列多样性和单倍型,并揭示海南黎族聚居区山栏稻的起源地和驯化过程。结果表明,黎族聚居区山栏稻的基因多样性低于亚洲栽培稻,而亚洲栽培稻的基因多样性低于普通野生稻;85%左右的山栏稻为偏粳型;山栏稻与广东和湖南的普通野生稻亲缘关系较近,而与海南的普通野生稻的亲缘关系较远,推测黎族的山栏稻可能起源于广东和湖南的普通野生稻。     

中国普通野生稻遗传分化的RAPD研究

多数学者已认定亚洲栽培稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）的祖先是普通野生稻（Ｏ．ｒｕｆｉｐｏｇｏｎ）。然而栽培稻的籼、粳分化是发生在驯化之前还是在驯化之后,也即普通野生稻是否存在籼、粳分化的问题,是十几年来稻作起源研究中争论的热点之一。Ｓｅｃｏｎｄ［１］用多个同工酶位点的分析结果得出结论,普通野生稻在驯化为栽培稻之前就已经发生了籼、粳分化,即有籼型普通野生稻和粳型普通野生稻之分。Ｍｏｒｉｓｈｉｍａ和Ｇａｄｒｉｎａｂ［２］用２４个形态和生理性状及１２个同工酶位点和杂交亲合力等方法证明普通野生稻没有发…     

中国三种野生稻谷粒外稃乳突结构的电镜观察

用扫描电镜对中国的普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻以及栽培籼、粳稻谷粒外稃的乳突结构进行了观察和比较。结果表明：普通野生稻、药用野生稻和栽培籼稻的乳突属锐型双峰乳突,疣粒野生稻的乳突属瘤型单峰乳突,栽培粳稻属钝型双峰乳突。谷粒外稃乳突特征是稳定的微观形态形状。     

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.     

普通野生稻和亚洲栽培稻线粒体DNA的RFLP分析

通过７个探针、１７种内切酶探针组合对１１８份普通野生稻和７６份亚洲栽培稻的线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）ＲＦＬＰ分析表明,籼粳分化是亚洲栽培稻线粒体基因组分化的主流,７６个栽培稻中,３６个品种ｍｔＤＮＡ为籼型,４０个品种ｍｔＤＮＡ为粳型。普通野生稻ｍｔＤＮＡ以籼型为主（８６份）,粳型较少（７份）,１份类型难以确定,还有２４份没有籼粳分化。     

普通野生稻和亚洲栽培稻线粒体DNA的RFPL分析

通过７个探针、１７种内切酶探针组合对１１８份普通野生稻和７６份亚洲栽培稻的线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）ＲＦＬＰ分析表明,籼粳分化是亚洲栽培稻线粒体基因组分的主流,７６个栽培稻中,３６个品种ｍｔＤＮＡ为籼型,４０个品种ｍｔＤＮＡ为粳型。普通野生稻ｍｔＤＮＡ以籼型为主（８６份）,粳型较少（７份）,１份类型难以确定,还有２４份没有籼粳分化。     

东乡普通野生稻与栽培稻苗期抗旱性的比较

干旱影响水稻生长发育,不论什么时期发生最终都导致产量损失。研究水稻资源抗旱性有助于水稻抗旱改良和稳定干旱胁迫下水稻的产量。东乡普通野生稻被公认为是栽培稻的祖先,对增强水稻抗旱性可能十分重要。对4份来自3个仅存的居群的东乡野生稻与15份栽培稻进行苗期抗旱性比较,考察了3次重复的盆栽土培试验中8个抗旱指标。表明东乡普通野生稻比栽培稻更为抗旱,表现在最大根长、茎长、根干重、根鲜重、根干鲜重比及抗旱指数等6个性状,而不表现在根数及根茎长比;其中茎长、最长根长、根干重、根鲜重及根系相对含水量对水稻苗期抗旱性影响更大。采用抗旱指数和抗旱总级别值法对水稻抗旱性进行评定,结果表明4份东乡野生稻材料间的抗旱性存在很大差异,且来水桃树下居群的抗性最高,东乡野生稻抗旱性可能与其原生境状况有关。结果认为东乡普通野生稻可作为栽培稻抗旱改良的遗传资源。     

水稻CMS相关基因在稻属AA基因组中的分布及其单核苷酸多态性

水稻线粒体基因组嵌合基因orf79 和 orfH79分别被认为与BT-型和HL-型水稻CMS有关, 两者具有98%的同源性, 并且其DNA序列只存在4核苷酸的差异。对于这两个嵌合基因, 前者来源于栽培稻(Oryza. sativa L.), 而后者则来源于普通野生稻(O. rufipogon Griff.)。这意味着orf79/ orfH79可能在广泛分布于稻属AA基因组中。为了调查orf79/ orfH79在稻属物种中的分布和变异, 190份栽培稻品系[包括156份亚洲栽培稻(O. sativa var. landrace)和34份非洲栽培稻(O. glaberrima)]以及104份稻属AA基因组野生稻品系(包括O. rufipogon、O.nivara、O. glumaepatula、O. barthii、O. longistaminata和O. meridionalis 6个种), 被用于PCR扩增检测。31份具有控制粤泰A和笹锦A的特异片段的稻属AA基因组水稻品系被检测出。所有特异片段均被回收并测序, 基于DNA 序列的聚类结果显示31份水稻材料被分成了两组, 分别代表为BT-型和HL-型水稻不育细胞质组群。结果也进一步表明: HL-型水稻CMS胞质主要分布于一年生的O. nivara中; BT-型水稻CMS胞质可能来源于栽培稻变种或多年生野生稻O. rufipogon。     

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。     

中国野生稻的现状调查

中国有三种野生稻。野生稻是栽培水稻的野生近缘种,已被列为濒危植物^[7],它们分布于中国南方８个省（区）的热带、亚热带湿热生境中。 近年来人为的干扰和生境的破坏已导致它们的居群大量绝灭,其中濒危程度最高的是普通野生稻。本文阐述了它们的生物学、生态学特性,研究了它们的群落学特征,初步报道了它们的濒危状况,探讨了致濒原因。     

海南万宁普通野生稻居群开花习性和生殖特性研究

对目前海南最大的普通野生稻居群——万宁普通野生稻居群的花期、花时、结实率和花粉育性进行了调查研究。结果发现,该普通野生稻居群内东部和西部群体花期相差15d;东部群体单穗平均结实率为8．67％,西部群体单穗平均结实率达62．1％,呈极显著差异;而东部和西部群体的花时基本相同,花粉育性与栽培稻均无显著差异。该居群东部群体与毗邻再生栽培稻的花期相遇,花时一致,满足基因漂移发生的部分必须条件。虽然目前尚无充分证据证明普通野生稻与其毗邻的栽培稻有基因漂移发生,但出于野生稻保护的需要,转基因水稻种植应设置安全距离,避开该野生稻分布区域。     

野生稻DNA导入水稻后代的SSR检测分析

以宁夏地区水稻主栽品种‘宁粳16号’、‘宁粳23号’为受体,普通野生稻(Oryza rufipogon,2n=2x=24, AA)为供体,利用花粉管通道导人法与茎注射法相结合的导入方法,将普通野生稻DNA导入宁夏水稻栽培品种, 对筛选出的21份形态、农艺性状典型变异的D2代材料及其对照利用SSR分子标记进行分子鉴定,结果表明,有 17份变异材料扩增出野生稻特有的DNA片段,而2个对照均不能扩增出野生稻特异的DNA片段,证明这些材料就是野生稻DNA片段导入的后代。另外有些材料出现受体DNA条带的减少,可能是由于野生稻DNA片段整合到水稻基因组中该引物结合位点或附近,原有的结合位点破坏而造成的。     

基于叶绿体基因多样性的中国水稻起源进化研究

针对目前亚洲栽培稻起源地和进化途径学说众多、分歧巨大的现状,本研究选择原产中国的98份亚洲栽培稻和125份普通野生稻为材料,对叶绿体中atpA序列、rps16内含子序列、trnP-rpl33间隔区、trnG-trnfM序列、trnT-trnL间隔区序列的五段高突变序列进行测序,利用生物信息学方法进行比对分析,绘制Network网络图,构建系统发育树。结果表明,普通野生稻的Indel和SNP数目均比亚洲栽培稻多,序列多样性丰富;基于单倍型的Network网络图和系统发育树可将所有参试材料归为3个类群,类群I主要为粳稻与普通野生稻,类群II主要为籼稻,类群III主要为普通野生稻,而类群II和类群III亲缘关系较近,提示粳、籼两个亚种可能由偏粳、偏籼的普通野生稻分别进化而来,支持二次起源学说;所有与亚洲栽培稻亲缘关系较近的普通野生稻均来源于华南地区,支持华南地区为我国亚洲栽培稻起源中心的论点。     

长雄野生稻有利基因的发掘与利用

人类将普通野生稻驯化为亚洲栽培稻,其农艺性状如株高、落粒性、穗型等发生了重要变化,产量也大幅提高,但许多优良性状如抗逆性等却丢失。长雄野生稻与亚洲栽培稻同属AA基因组,蕴藏了许多生物胁迫和非生物胁迫的抗性基因,被认为是亚洲栽培稻遗传改良的潜在基因库。本文总结了长雄野生稻生物及非生物胁迫抗性、地下茎性状以及其他潜在应用价值性状,包括白叶枯抗性、抗旱性、耐热性、自交不亲和性、氮高效利用以及高产等有利性状。基于长雄野生稻地下茎性状开展多年生稻育种实践的应用研究,对长雄野生稻进行从头驯化的策略进行了探讨,以期为长雄野生稻基础研究及栽培稻遗传改良提供理论参考。     

湿地植物普通野生稻和慈姑之间的化感作用

普通野生稻（Oryzarufipogon）是现代水稻遗传育种的基础,已被列为濒危植物。本研究在实验室检测了普通野生稻与其常见伴生种慈姑（Sagittariatrifolia）之间的化感效应。研究发现普通野生稻和慈姑的根、茎、叶水浸出液对两物种的种子萌发和幼苗生长具有促进作用。普通野生稻种子经慈姑叶和普通野生稻根、茎和叶的水浸出液处理后,萌发率由对照的25%显著提高至39%~54%;慈姑种子经普通野生稻和慈姑各部分水浸出液处理后,萌发率由对照的不萌发提高至9%~81%。慈姑和普通野生稻各部分的水浸出液显著促进两者的幼苗伸长,但对根的生长表现出两种不同的效应：慈姑叶、叶柄和根的水浸出液以及普通野生稻叶的水浸出液对普通野生稻和慈姑根的生长具有抑制作用,而普通野生稻茎和根的浸出液促进慈姑根的生长。总体上,慈姑比普通野生稻对水浸出液更敏感。     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻(Oryza rufipogon)是稻属的重要组成部分, 具有许多优良性状, 是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测, 及ISSR和RAPD UPGMA聚类分析, 将云南普通野生稻划分为4个类型, 即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个, ISSR引物扩增出多态带113条, 多态性条带比率(PPB)为82.26%, RAPD引物共扩增出多态性条带76条, PPB值为76.77%, 两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r = 0.951)。此外UPGMA聚类结果表明, 云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻（Oryza rufipogon）是稻属的重要组成部分,具有许多优良性状,是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测,及ISSR和RAPDUPGMA聚类分析,将云南普通野生稻划分为4个类型,即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个,ISSR引物扩增出多态带113条,多态性条带比率（PPB）为82．26％,RAPD引物共扩增出多态性条带76条,PPB值为76．77％,两种分子标记的分析结果呈极显著正相关（r=0.951）。此外UPGMA聚类结果表明,云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。