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。     

广西普通野生稻群体结构解析与核心种质构建

利用覆盖水稻12条染色体的64个分子标记,对广西境内已发现的283个野生稻自然居群按居群取样原则采集4173份代表性样本进行遗传结构分析并构建核心种质。结果显示,64个标记位点共检测出1180个等位变异,平均等位变异数为18.4375,Shannon指数为1.7367,Nei's多样性指数0.7182,表明广西普通野生稻资源遗传多样性十分丰富。同时,基于广西普通野生稻群体结构,构建了包含351份种质的广西普通野生稻核心种质,占原样本数的8.41%。广西普通野生稻核心种质,代表广西普通野生稻的多样性和特异性,为野生稻遗传资源的深入研究提供基础,从而为水稻育种提供应用信息。     

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.     

水稻种质资源基础性工作研究进展

水稻种质资源的调查收集、整理编目、繁种入库、鉴定评价、繁殖更新、分发利用等研究是服务于水稻育种等科学研究的重要基础性工作。截止2010年,我国共整理编目水稻种质资源82386份,其中野生稻种、地方稻种、选育稻种、国外引进稻种、杂交稻资源、遗传材料     

水稻Rim2/Hipa 超级家族的基因组变异和基于Rim2/Hipa 展示的水稻资源的系统进化和指纹分析

水稻Rim2/Hipa是最近鉴定的一个受逆境诱导的转座因子超级家族.研究表明,Rim2的核心序列在不同来源的水稻材料中存在显著的差异,暗示Rim2家族的长期进化历程.基于Rim2因子间的差异性以及该因子的静止状态,开发出一种利用Rim2因子展示的新的分子指纹技术,可以灵敏地区分不同水稻资源以及它们的遗传关系.仅用5对引物就可以清楚地将53个栽培稻和普通野生稻材料鉴定出来,并可将它们分为不同的系统进化组.研究表明不仅在水稻资源而且在野生稻种质间均存在明显的多样性.野生稻可以被单独分组,或者分散在粳稻中间.这种新的指纹技术还可以将水稻的杂交子代和它们的亲本区分出来,并可用于种子纯度的鉴定,在水稻基因组进化研究、水稻育种和种子生产中有很好的应用前景.     

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。     

广西野生稻种质资源保护利用现状与展望

系统阐述了广西野生稻种质资源原生境保护、异位保存以及利用现状,并针对广西野生稻保护和利用中存在的问题,提出了广西野生稻资源研究的建议:(1)加强长期安全保存体系建设,完善原生境保护体系和异位保存体系;(2)全面开展深入的鉴定评价研究,了解现存野生稻种质资源的潜在利用价值;(3)强化种质创新,发掘具有自主知识产权的优异基因;(4)健全共享体系,加强育种利用研究,变资源优势为经济优势;(5)加强野生稻研究的科技合作和学术交流.     

有机大米产业化与野生稻种质利用

针对有机大米产量明显低于普通大米的问题,本文论述了有机大米产业化与野生稻优异种质利用的关系,分析了野生稻优异基因利用现状、目前存在的问题以及解决问题的途径。提出在有机水稻品种选育过程中,通过利用野生稻优异基因,提高有机水稻品种抗病虫性、抗逆性(耐寒、耐旱、耐贫瘠)和光合效率等特性,从而推动野生稻优异种质利用,提高企业经济效益,解决化学物质残留和污染等问题。     

基因组原位杂交鉴定栽培稻与广西药用野生稻杂交后代染色体构成

广西药用野生稻（Ｏｒｙｚａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）具有多种优良特性,是水稻遗传育种的重要种质资源之一。本实验以ｂｉｏｔｉｎ标记的的药用野生稻总ＤＮＡ作探针,未标记的载培稻（Ｏｒｙｚａｘａｔｉｖａ）总ＤＮＡ作封阻,以ＨＰ－ＤＡＢ系统进行信号检测,对栽培稻与广西药用野生稻的杂种Ｆ１植株的根尖染色体制片进行了基因组原位杂交。采用封阻比例１：２０～３０时,杂交效果较９为理想,药用野生稻的１２条染色体显深     

Conservation of rice genetic resources: the role of the International Rice Genebank at IRRI

Rice genetic resources, comprising landrace varieties, modern and obsolete varieties, genetic stocks, breeding lines, and the wild rices, are the basis of world food security. The International Rice Genebank at the International Rice Research Institute in the Philippines conserves the largest and most diverse collection of rice germplasm. The facilities of the genebank ensure the long-term preservation of this important diversity. In field research, factors that affect long-term viability of rice seeds have been identified, leading to the introduction of modified practices for germplasm multiplication and regeneration. The value of conserved germplasm can be assessed in terms of useful traits for rice breeding and the economic impact that germplasm utilization has on rice production and productivity. The application of molecular markers is changing perspectives on germplasm management. International policies affecting access to and use of rice germplasm are discussed.     

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。     

新型四倍体水稻创制及其杂种优势利用研究进展

新型四倍体水稻是本研究团队创制的一类高育性多倍体水稻新种质,携带有多种优异基因。该类材料与同源四倍体水稻杂交获得的杂种F₁产量优势明显,具有应用前景。本文首先概述了同源四倍体水稻的研究进展,并重点阐述了新型四倍体水稻创制过程、主要特点、杂种优势表现及其涉及的分子遗传机理,最后提出未来研究的思路及需要解决的问题,为加快新型四倍体水稻在多倍体水稻育种中的利用提供依据。     

中国野生稻收集、鉴定和保存现状

本通过介绍我国野生稻种质资源的考察、收集、繁种、编目、鉴定、评价和保存、保护状况,论述了我国野生稻丰富的遗传多样性和种质资源研究成就,针对目前存在的突出问题,提出了我国野生稻种质资源研究目标和主要任务。     

Rice genetic resources: history,conservation, investigative characterization and use in Japan

Rice has been grown in Japan for about 3000 years. Although both japonica and indica varieties have been grown in Japan, now japonica rices are grown. Japanese rice breeding has used an ecological breeding approach. While emphasis in rice breeding in the 1940's and 1950's focussed on yield in recent decades quality has been of major importance. Consumer preference and name recognition of high quality varieties, such as Koshihikari, has resulted in slow acceptance of new varieties.Rice germplasm was systematically collected throughout Japan between 1962 and 1963. Subsequent acquisition and collecting, in Japan and other countries, has resulted in 28,000 accessions being conserved in the National Genebank, based at the National institute of Agrobiological Resources (NIAR).Research on genetic diversity of rice using a range of techniques, for example esterase isozymes, has revealed clinal variation in rice radiating from the center of diversity of rice in and around southwest China. Newly found genes in traditional rice germplasm, such as genes for non-elongating mesocotyl, are now routinely identified on the rice genome. Pioneering studies on eco-genetic differentiation of species in the genus Oryza in Japan has revealed much about the complex genepool for which rice evolved.Pest and disease resistance sources, particularly to blast, bacterial blight and brown plant hopper, from many countries have been incorporated into Japanese varieties. Cold tolerance at the booting stage was found in the Indonesian variety Silewah. In the future in characterisation of rice germplasm and interaction between rice germplasm specialists and rice molecular scientists, both in Japan and internationally, will be corner stones to securing rice genetic diversity and rice improvement in the next century.     

水稻国外引种的探讨和建议

自1949年以来,中国共引进国外普通栽培稻品种(系)23890份和野生稻种质资源2201份,这些资源中许多已被直接或间接用于生产或育种.其中,年种植面积超过6.67万公顷的品种23个,年种植面积0.667～6.67万公顷的品种75个;直接利用于杂交水稻的国外恢复系或利用国外强恢复源培育的恢复系,已占我国恢复系总数的95.7%;众多国外品种成为我国高产、优质和多抗育种的骨干亲本.因此,加强国外水稻资源的引入、评价和利用,对于丰富我国稻种资源宝库和增加遗传多样性意义重大,也是应对各国激烈争夺生物资源的战略决策.本文根据水稻国外引种出现的新情况,重点阐述了我国的引种规律、引种地区和强化引种的建议.     

野生稻种质资源描述规范和数据标准应用

论述了野生稻种质资源描述规范、数据标准和数据质量控制规范编制原则、适用范围及应用策略,对于促进全国野生稻种质资源的整合、规范鉴定评价,以及信息与实物共享机制与体系的建立,推动野生稻优异种质的研究与利用,变资源优势为经济优势都具有重要的现实意义。     

辐射诱变创制水稻新种质研究进展及浙粳99突变体库的建立

辐射诱变育种所需年限短、变异率高、后代性状稳定快,在作物遗传育种中已广泛应用。本文统计了我国近10年来利用辐射诱变技术培育的在生产应用上发挥重要作用的部分优良新品种18个,说明通过辐射诱变可加速水稻变异,丰富水稻遗传图谱,为培育高产、优质、抗病水稻新品种提供更多类型种质资源。此外总结了利用辐射诱变获得的各种类型突变,包括茎秆突变体如高秆、矮秆、粗秆、茎扭曲等;叶部性状突变体如叶色、叶长、条纹、叶斑等;穗部性状突变体如穗型、穗色、籽粒大小、籽粒形状等;生理性状相关突变体如早衰、不育、晚熟、不抽穗等。系统介绍了产量相关突变体、茎秆相关突变体、叶形相关突变体、穗部相关突变体、抗性相关突变体和稻米品质突变体等各类水稻突变体及其基因定位、作用机理研究进展,并通过辐射技术诱变浙粳99水稻种子,初步研究了获得的多种类型突变体,进行了相关表型分析,为水稻功能基因克隆奠定了基础,同时为水稻育种提供了优异种质资源。