亚洲栽培稻主要驯化性状研究进展

水稻是研究谷类作物驯化的良好材料, 其中种子落粒性消失、休眠性减弱和株型上的变化是水稻驯化过程中的3个关键事件, 造就了高产、发芽整齐及可密植的现代水稻。落粒性丧失一直被认为是野生稻驯化形态学上的最直接证据, 而控制落粒的主要基因Sh4和qSH1分别暗示不同的水稻驯化历史。种子休眠性的减弱适应了现代农业生产上同步发芽的需求, Sdr4、qSD7-1和qSD12基因是目前已知的调控种子休眠性的3个关键位点。野生稻匍匐生长等特点与其长期所在的易变生境有关, 而栽培稻的直立生长形态则适应了农业上密植生产的需要, 受PROG1等基因控制。野生稻的异交特性促进了驯化基因在群体间传播, 而自花授粉则使驯化基因得以稳定遗传, 从而加快人工选择的累积。目前的水稻驯化研究侧重于单基因或一些中性标记, 而对控制驯化性状的网络化通路的进化研究却相对缺乏。随着功能基因组研究的深入, 驯化性状的分子机理将会被全面揭示, 而基于此的网络化通路研究必将更加真实地反应水稻驯化过程。文章综述了水稻关键驯化性状分子机理的研究进展, 为驯化基因网络的研究提供参考, 也为水稻分子设计改良提供新的思路。     

组学技术揭示水稻杂种优势遗传机制

杂种优势是杂交后代在生长或生殖性状上表现出优于亲本的现象。虽然杂种优势在农业生产上已广为应用,但其分子机理仍不清楚。最近,中国科学家通过分析17个代表性杂交稻(Oryza sativa)品种,共10 074个F2个体的全基因组序列和表型,对水稻产量杂种优势相关位点进行了系统定位和解析。此外,中国另一个科研小组通过整合杂交稻亲本和杂交种的表型组、转录组及基因组等多层次数据,深入研究了超级杂交稻两优培九产量的杂种优势基础。这些研究不仅为杂种优势理论的建立提供了新数据,也为水稻育种实践提供了有益的指导。     

野生稻并不“野”

<正>普通野生稻(Oryza rufipogon)一直被认为是亚洲栽培稻的祖先,同时也作为重要的遗传资源被广泛用于现代水稻育种。普通野生稻主要生长于亚洲和大洋洲的热带和亚热带的大部分地区,比较依赖于水,时常见于池塘、沼泽或沟渠。在我国,普通野生稻主要分布于江西东乡以南的地区。普通野生稻被认为是水稻改良第一基因库的重要组成,水稻育种过程中很多关键基因即来源于此。袁隆平院士创制的"三系法"杂交水稻,其关键的雄     

2012年第11期《遗传》封面说明

作物的驯化是人类从开始种植和储存的野生作物中选择优良性状,使之形态特征适应于农业生产方向进化的过程,因此,大部分种子作物驯化后在落粒性、种子休眠和植株形态等方面都出现了相似的变化。水稻是研究谷类作物驯化的良好模式生物。稻属包含2种栽培稻,分别为亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)和非洲栽培稻(O. glaberrima Steud.),其中亚洲栽培稻遍布全世界,包含两个主要亚种,粳稻亚种(O. sativa L. ssp. japonica)和籼稻亚种(O. sativa L. ssp. indica)。稻属丰富的近缘种和广泛的地域分布非常有利于研究确定现代栽培稻的驯化地域。此外,水稻基因组较小、具高质量精细图谱,加上功能基因研究上的进展,也为深入开展水稻驯化进程研究奠定了基础。详见本期第XX-XX页区树俊,汪鸿儒,储成才“亚洲栽培稻主要驯化性状研究进展”,对水稻关键驯化性状研究进行的比较全面的综述。封面图中央是选取23株AA基因组的亚洲栽培稻及其近缘野生稻,利用水稻驯化过程中受到选择的控制稻壳颜色基因Bh4上下游各50 kb中的SNP位点所构建的进化树;图外从左下至右下沿顺时针方向,反映的是水稻驯化过程中稻壳颜色、谷粒形状、穗型的变化趋势。 区树俊,汪鸿儒,储成才（绘图：区树俊）