贵州地方水稻种质资源籼-粳遗传分化的InDel分子标记研究

本研究利用36对InDel分子标记引物对贵州地方水稻种质的籼-粳遗传分化和亲缘关系进行分析,结果表明,82份贵州地方栽培稻中49份为粳稻,33份为籼稻,贵州地方栽培稻“禾”品种主要属于粳稻,而“谷”品种主要为籼稻。基于Nei氏遗传距离的亲缘关系分析表明在粳稻群体和籼稻群体中均存在与野生稻亲缘关系近的品种,其中的粳稻品种与野生稻的遗传关系比之籼稻品种近。而基于MCMC算法的遗传结构分析揭示了贵州地方籼稻品种中存在较为复杂的遗传结构。分子变异分析显示,粳稻和籼稻品种的遗传变异主要来自亚种内,遗传多样性分析表明其亚种内籼稻品种的遗传多样性略高于粳稻品种。研究结果揭示了贵州省黔东南地区栽培稻种质资源的籼-粳分化程度、遗传关系及其遗传多样性。     

33份杂交稻亲本的SSR指纹图谱构建及遗传相似性分析

选用分布在12条染色体上84对SSR引物,对6个粳型和4个籼型核质互作雄性不育系、14个籼型和9个粳型父本,共33份杂交稻亲本材料进行遗传相似性分析,并建立SSR指纹图谱数据库.结果表明:在33份材料中能够扩增出多态性的引物有54对,占所用引物的64.3％;33 份材料间遗传相似系数变异范围为0.429～0.988,在遗传相似系数0,65处,33份材料被聚为籼、粳2个大类群;利用14对引物能将33份材料区分,引物RM264能将‘Ⅱ-32A'、‘协青早A'、‘冈46A’和‘K17A'4个籼型不育系与籼型恢复系区分开,引物RM432能区别5个粳型不育系与粳型可育品种,引物RM6、RM13、RM16、RM240、RM247和RM248均能鉴别籼、粳亚种.利用这6对引物的共显性标记可以鉴别籼粳亚种间杂交组合.     

粤北普通野生稻籼粳分化的SSR分析

本文利用28对籼粳特异性SSR引物对174个粤北普通野生稻个体进行分析.28对引物均有多态性,平均每对引物扩增出的等位变异数和基因型数分别为10.6和28.粤北普通野生稻群体有较高的遗传多样性(0.768 1),除了能扩增出典型的籼、粳特异基因,还能扩增出野生稻特有的基因.遗传一致度聚类分析表明粤北普通野生稻存在初步籼粳分化;2份(1.15%)材料偏籼,172份(98.85%)材料偏粳,群体以偏粳为主.基因组水平上整个粤北群体没有发现原始类型.     

基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种(系)的遗传相似性分析

利用株高等17个表型性状和48个SSR标记,对云南省18个育种部门(或课题组)自20世纪60年代以来选育的40个品种(系)进行遗传相似性分析.结果显示,基于17个表型性状,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.244,籼型品种间为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267;表明表型遗传相似性低于DNA水平.48个SSR分子标记共检测到214个等位基因(Na),每个标记平均为4.458个,变幅为2～8个;有效等位基因数(Ne)平均值为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量(PIC)平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数(H’)平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087;其中RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种(系)遗传相似性比较理想的SSR标记.聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种(系)表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型品种间遗传相似性高于籼型,表明云南省选育的粳型品种(系)遗传多样性低,尤其是同一育种部门(或课题组)选育的品种间遗传相似度较高.     

不同生态条件下水稻籼粳交后代亚种分化机制

籼粳交育种已成为国内最重要的育种方法之一,明确籼粳亚种分化机制是指导籼粳交育种的关键.本文用InDel(插入/缺失)和ILP(内含子长度多态性)标记,对在辽宁省和广东省种植并用单粒传法、混合法及系谱法构建的籼粳交(七山占/秋光)F₆代群体进行分析.结果表明: 混合法与单粒传法群体无偏分离,粳型判别值(Dj)集中在40%～60%之间;两地系谱法群体总体偏籼(30%～55%),且广东群体(38%)比辽宁(42%)偏籼,两地群体分布呈显著差异.混合法与单粒传法群体中Dj与重要农艺性状基因区域血缘呈显著正相关;而在系谱法中部分正相关被打破,且两地群体籼粳血缘呈规律性分布.表明人工选择是影响籼粳分化的主要因素,并与自然选择协同作用引起群体偏分离现象;群体中一些重要农艺性状的变化与籼粳分化间存在紧密的关系,这可能是影响籼粳交育种在综合亚种优势上未达到预期效果的关键.     

基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性分析

为了揭示云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性。本文利用株高等17个表型性状和48个微卫星（SSR）分子标记,对云南省18个育种部门（或课题组）60年代以来选育的40个品种（系）进行遗传相似性评价。结果显示表型遗传相似性低于DNA水平。40个品种（系）基于17个表型性状的平均遗传相似系数为0.244,籼型为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记的平均遗传相似系数为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267。48个SSR分子标记共检测到等位基因214个,每个标记2～8,平均4.458个;平均有效等位基因数为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量（PIC）平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数（H′）平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087。RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种（系）遗传相似性比较理想的SSR分子标记。聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种（系）表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型遗传相似性高于籼型。表明云南省选育的粳型品种（系）遗传多样性低,且同一育种部门（或育种人）选育的品种遗传相似度高。     

东北三省2021年水稻审定品种的核心亲本遗传多样性与籼粳分化北大核心CSCD

为了阐明东北三省近年育成水稻品种的遗传基础,该研究通过对2021年育成的256个水稻新品种的系谱进行分析,确定了20个材料为育种核心亲本,并利用44对多态性SSR分子标记和34对InDel籼粳特异性分子标记分析了它们的遗传多样性和籼粳分化程度。结果表明:(1)SSR标记能够高效评价参试材料的多样性水平,共检测到130个等位基因,每个位点检测等位基因(Na)变异为2~5个,平均为2.95个;基因多样性指数(H)变异为0.10~0.75,平均为0.41;多态性信息含量(PIC)变异为0.09~0.70,平均为0.36。(2)遗传多样性分析表明,东北三省20份水稻核心亲本的整体多样性水平较低,黑龙江省核心亲本多样性略高于辽宁省和吉林省。(3)NJ聚类分析表明,20份核心亲本可以划分为3个类群,分别为辽宁类群、吉林类群和黑龙江类群。(4)遗传结构分析表明,20份核心亲本可划分为2个稳定的类群,其中辽宁省核心亲本均处于A类群,黑龙江省核心亲本均处于B类群。(5)籼粳分化分析表明,20份核心亲本遗传背景均为粳稻类型,但都含有少数籼型位点,其籼型基因频率F在0.01~0.19范围内。研究认为,东北三省水稻育种核心亲本遗传基础狭窄、使用频率较高是导致育成品种遗传多样性水平较低的可能原因,在育种中亟待挖掘新种质、引入新资源,丰富遗传背景。     

地中海地区稻种资源的籼粳分类及遗传多样性

利用SSR标记及程氏综合指数法分析了109份从地中海引进的水稻种质资源的遗传多样性和籼粳类型,同时利用籼粳测交法分析了其中37份资源的籼粳亲和性.结果表明,大部分引进的水稻种质属粳稻类型,基于SSR聚类、程氏综合指数法分析所确定的粳型品种数分别占引进种质的80.73%和77.98%,基于籼粳亲和性分类所确定的粳型品种数占供试37份资源的75.68%.地中海稻种资源具有较高的遗传多样性,平均有效等位基因数为3.84个,Nei多样性指数平均值为0.482,其中籼稻群与粳稻群的Nei多样性指数分别为0.459和0.340,籼稻遗传多样性高于粳稻.研究结果对于科学引进、合理保存和有效利用国外水稻种质改良国内水稻品种具有指导意义.     

香稻资源遗传多样性的比较

利用60个水稻SSR标记, 对来自国内外的370份香稻材料的遗传多样性进行了比较分析。结果共检测到361个等位基因, 每个位点的等位基因变幅为2~10个, 平均Nei基因多样性指数(He)为0.663, 变幅为0.104(RM308)~0.885(RM2634)。籼粳亚种间的遗传多样性具有明显差异, 籼稻的等位基因数和Nei基因多样性指数均高于粳稻。地方品种的遗传多样性高于选育品种, 选育品种等位基因数仅为地方品种的86.5%。分子方差分析表明, 香稻材料中总变异的43.08%是由于亚种间的遗传差异引起的。不同稻区的遗传分化程度总体介于1.69%~14.40%之间。其中, 华南与西南、华中与西南地方品种间遗传差异的分化程度达显著水平。聚类分析将参试材料明显分为籼粳两大类, 同时地域相同(稻区)、相邻省份的香稻材料基本归为同一类群。     

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。