中国粮食和农业植物遗传资源状况报告(Ⅱ)

10多年来,中国政府十分重视粮食和农业植物遗传资源的保护和可持续利用,并根据《粮食和农业植物遗传资源全球行动计划》20项优先领域,通过制定和完善相关的法律法规,加强了粮食和农业植物遗传资源的管理;通过培训和科普宣传,提高了公众意识;通过国际合作和协作网建设,实现了信息、人员和植物遗传资源的交流与交换;通过各种国家计划和项目的实施,建立和完善了植物遗传资源保护体系,实现了植物遗传资源的安全保存和可持续利用,为中国乃至世界植物育种和粮食安全发挥了较大作用。     

基于染色体置换系的野生稻抽穗期及紫色性状QTL的鉴定

利用一套以9311为背景的普通野生稻染色体片段置换系群体为研究材料,进行野生稻相关QTL的定位与基因的鉴定。在多年多点的抽穗期调查数据基础上,结合200多个分子标记引物的基因型鉴定结果,定位到11个与抽穗期相关的QTL;选取携带相关QTL导入片段的两个置换系进一步研究,发现2个抽穗期主效QTL均为已克隆基因的等位基因。利用叶鞘、稃尖、柱头颜色与9311差异显著的一个单片段置换系定位到来自野生稻的紫色性状基因Or C,初步鉴定与栽培稻的等位基因功能不同。这些结果再次表明染色体片段置换系是行之有效的QTL定位以及基因发掘的遗传群体。通过对抽穗期、紫色性状相关QTL的定位与基因的鉴定,为进一步的功能研究提供了基因资源。     

基于染色体片段置换系的野生稻粒宽QTL-qGW8.1的精细定位

利用以栽培稻9311为受体、普通野生稻为供体的染色体单片段置换系CSSL182,检测到一个与粒宽相关的QTL。CSSL182与受体亲本9311粒型性状差异显著,且只在8号染色体有一个野生稻导入片段。构建CSSL182/9311的F_2次级分离群体,将粒宽QTL初定位在8号染色体的标记RM447和RM264之间,贡献率达22.49%,将该QTL命名为qGW8.1。随后进一步设计区间内多态性分子标记引物,检测F_2群体的2000株分离个体以及F_(2∶3)群体交换单株,结合后代表型验证,最终将qGW8.1精细定位到8号染色体10 kb区间内。该区间内含有3个候选基因,基因测序发现这3个基因在双亲之间均含有丰富的变异。对双亲子粒颖壳细胞电镜扫描观察发现,CSSL182的颖壳细胞宽度比9311减少16.7%。这一结果表明qGW8.1中来自野生稻的等位基因通过改变颖壳细胞形状影响粒型。     

枯草芽孢杆菌C1-B941的D-核糖发酵中间试验

使用转酮醇酶变异株—枯草芽孢杆菌C1－B941进行了D－核糖发酵中间试验。3000L发酵罐试验结果表明,发酵培养基中的葡萄糖浓度为18％时,发酵周期约为64h,发酵转化率达36．84％。发酵液经离子交换树脂纯化后,可以直接用于生产VBZ合成的中间体—N－D－核糖醇基－3,4－二甲苯胶。     

利用SSR标记分析海南普通野生稻的遗传多样性

选用平均分布于水稻基因组的28对SSR引物,对海南不同纬度5个普通野生稻居群的163份材料进行遗传多样性和遗传结构研究。结果表明:(1)海南普通野生稻具有较高的遗传多样性,28个位点共检测到227个等位变异,平均等位变异数A=8.1071,有效等位变异数Ae=4.4190,平均期望杂合度He=0.4004,实际观察杂合度Ho=0.7062,香农指数I=1.6048;(2)居群的遗传分化系数较大,总的遗传变异中有46.40%存在于居群间(Fst=0.4640);(3)居群内杂合体较高(F is=-0.7069),根据固定指数(F=0.0588)计算出的异交率t=0.8889,说明海南普通野生稻的繁育系统属于一种较高的异交混合交配类型。     

广东高州普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)的遗传多样性和居群遗传分化研究

利用30对SSR引物对广东高州普通野生稻3个群体进行了遗传多样性分析和居群遗传分化研究.结果表明,30对引物中只有20对表现出多态,多态位点比率P为66.7%;在20个多态位点中共检测出81个等位变异,平均等位变异数(Ap)为4.05 个;3个群体总的遗传多样性(Ht)为0.61,其中,居群内的遗传多样性为居群间的遗传多样性的3倍多,说明总的遗传多样性主要来自居群内;虽然居群间的遗传分化系数(G ST)较低,仅为0.2427,但当遗传相似系数临界值增加时,3个群体在聚类图上相对独立 ,说明3个群体既存在着高度的遗传相似性,又具有一定程度的遗传分化,可以作为3个居群进行原生境保护.     

D-核糖产生菌转酮醇酶活性分析

芽孢杆菌属的转酮醇酶(Transketolase,TKT)变异株可利用培养基中的D-葡萄糖,将其转化成D-核糖分泌于细菌培养基中。阐述了D-核糖产生菌转酮醇酶的活性测定方法,制备了测定所必需的2种酶。     

云南元江普通野生稻(Oryza urfipogon Griff)遗传多样性分析及保护策略研究

用SSR方法对云南元江普通野生稻3个自然居群进行30个位点的遗传多样性分析.结果表明,元江普通野生稻具有较高的遗传变异水平(Ap＝2.6,Hs=0.77),且群体遗传分化系数较大,GST为41.08%,即在遗传变异总量中41.08%存在于居群间.本文还通过对云南元江普通野生稻遗传多样性特点的分析,提出了保护策略.     

中国作物野生近缘植物资源

中国地域辽阔,气候多样,地形复杂,土壤类型繁多,加之农业历史悠久,不仅作物种类众多,而且很多作物都有其野生近缘种,从而使得中国成为世界作物的重要起源中心之一。本文在介绍中国作物种类的同时,列出了各类作物的野生近缘植物资源,为进一步深入研究和开发利用这些资源,以及国家制定野生植物保护有关政策提供基础数据和信息。     

一份绿米水稻种质资源的发现及初步研究

稻米色泽是水稻种质资源多样性的重要组成部分,也是满足彩色稻米市场需求的重要物质基础。本研究团队在野生稻种质资源整理过程中发现了一份包含部分绿米(果皮呈绿色)的资源,经过多代自交,获得稳定的高代品系,命名为LM8。LM8光敏感性强,易与亚洲栽培稻杂交,在广西晚稻种植株高为117.7 cm,剑叶长32.1 cm,剑叶宽1.1cm,穗长22.5 cm,有效分蘖数19,株型直立紧凑。千粒重8.73 g,粒长5.76 mm,粒宽2.09 mm,粒型椭圆,富含脂肪和人体所必需微量元素。亲缘关系研究结果表明,LM8属AA基因组,与亚洲栽培稻在同一个组,应不属于野生稻。但是,LM8在发现初期具有有芒、落粒性强、颖壳坚硬呈深褐色等野生性状,因此推测LM8为杂草稻类型。LM8的发现及研究不仅可以促进水稻果皮颜色遗传发育调控网络的建立和完善,也能够为创制绿色稻米水稻新品种提供遗传材料,满足消费者多元化选择并在乡村振兴中发挥重要作用。