来自中国云南野生稻的抗稻瘟病遗传资源

与Pi-ta^＋等位基因相比,含有Pi-ta^＋等位基因的栽培稻具有抗稻瘟病特性。本研究用基因序列分析的方法检测了来自云南的不同栽培稻品种以及不同类型和来源的普通野生稻种和非洲长雄蕊野生稻种中的Pi-ta^＋基因,发现Pi-ta地基因在稻属植物中高度保守,但Pi-ta^＋等位基因的存在极其稀有。在所检测的栽培稻和野生稻中仅有来源于云南景洪的直立型普通野生稻中含有Pi-ta^＋等位基因。而与Pi-ta基因相比,另一个水稻抗稻瘟病基因Pib,经部分同源序列克隆及测序发现该基因在不同野生稻中的变异较大。在所克隆的不同野生稻Pib基因同源序列中,也只有来源于直立型普通野生稻的序列能按该基因的开放阅读框进行正常翻译。对不同类型普通野生稻的抗稻瘟病能力的初步鉴定结果表明,直立型普通野生稻对供试的本地稻瘟病生理小种具有较强抗性,其抗性可能源于所含的Pi=ta^＋等位基因及可能有功能的Pib基因。由于普通野生稻与栽培稻同属AA基因组型,因此,云南直立型普通野生稻可通过杂交育种或基因工程途径用于栽培稻的抗稻瘟病性能改良。     

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。     

野生稻保护：严峻的现状

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,为全球一半以上的人口提供了食物来源。野生稻是水稻近缘野生种的总称,包括水稻所在稻属(Oryza)22个野生种以及稻属11个近缘属的野生种,广泛分布于亚洲、非洲、拉丁美洲以及澳大利亚的热带和亚热带地区。由于野生稻是长期自然选择的结果,蕴藏着丰富的物种和遗传多样性,具有大量栽培稻所没有的遗传变异,是     

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。     

药用野生稻复合体ITS1和ITS2序列变异及其系统进化分析

通过PCR扩增并测序分析稻属药用野生稻复合体5个野生稻种基因组完整的ITS区及5.8S区,并与栽培稻ITS序列进行比较,构建分子系统进化树,探讨了稻属药用野生稻复合体内不同种间的亲缘关系和系统进化.结果表明,ITS1和ITS2均有较高的G/C含量,ITS1序列的长度多态性相对较高,ITS2序列的碱基突变频率较高.药用野生稻和高秆野生稻亲缘关系很近,而与栽培稻亲缘关系较远;短药野生稻、斑点野生稻、澳洲野生稻与药用野生稻亲缘关系渐近.处于进化的过渡阶段.     

水稻染色体组及其关系

水稻 (Oryzasativa)是世界第一大粮食作物 ,分布极其广泛 ,由于生态环境的复杂性和所处地理环境的影响 ,水稻在漫长的进化过程中 ,形成了极其丰富的遗传多样性 ,染色体组型和数目复杂多样 ,成为研究稻种起源、演化和分化必不可少的材料。1　染色体组型种类水稻属禾本科 (Poaceae Gramineae) ,禾亚科 (A-grost idoideae)稻属 (Oryza)植物。稻属植物中约有 2 2个种 ,其中栽培种 2个 ,野生种约 2 0个。 15种野生水稻染色体组型已确定 ,其余种类包括我国的疣粒野生稻(O.meyeriana Baill)的染色体组型尚待进一步研究。已发现的染色体分 6个组 …     

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.     

亚洲栽培稻与AA染色体组稻种的可交配性及F1杂种育性分析

从可交配性和F1杂种育性两方面对亚洲栽培稻与AA染色体组（以下简称AA组）其他7个稻种的系统关系进行了分析。结果表明：栽培稻籼、粳亚种与AA组不同稻种杂交均具有一定的结实率,可交配性不是影响亚洲栽培稻与其他AA组稻种间基因交流的主要生殖障碍。亚洲栽培稻与普通野生稻及尼瓦拉野生稻种间F1花粉育性和小穗育性有不同程度分化,与其他稻种的F1花粉育性和小穗育性均很低,F1杂种不育是AA组内基因交流的主要障碍。综合可交配性和F1小穗育性两方面的因素,初步得出：亚洲栽培稻与AA组稻种的亲缘关系由近及远依次是：普通野生稻、尼瓦拉野生稻、南方野生稻、展颖野生稻、非洲栽培稻、长雄蕊野生稻和短舌野生稻。其中普通野生稻和尼瓦拉野生稻是AA组中可直接利用于水稻育种的野生稻资源。     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

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。     

我国野生稻资源的抗病性鉴定与利用研究进展

野生稻广泛分布于亚洲、非洲、拉丁美洲和澳洲的77个国家,目前公认有21个野生种,我国有3个野生种。野生稻具有大量栽培稻目前缺乏的的优良特性(基因),成为栽培稻遗传改良的丰富基因源和重要的物质基础。我国是水稻生产大国,但白叶枯病、稻瘟病、纹枯病等各种病害一直严重影响着水稻生产。从我国野生稻挖掘和利用抗病材料(基因),是培育抗病品种的重要途径。本文综述了我国野生稻资源的抗病性鉴定与利用研究进展,提出了存在的问题和加强研究的建议。     

水稻及其近亲家族

栽培稻在分类上属于禾本科(Poaceae)、稻族(Oryzeae)、稻属(Oryza)。稻属包含了两种栽培稻和20多种野生稻物种,广布于全球的热带和亚热带地区(见表)。亚洲栽培稻(O.sativa)就是我们通常食用的水稻,现已广泛地种植于全世界的热带、亚热带以及温带地区。非洲栽培稻(O.glaberrima)种植的面积很小,只在西非的某些农业生态环境中存在,它起源于非洲西部。因为它的产量很低,只有很少人食用它,但它是水稻遗传育种的重要基因资源。     

水稻长日抑制基因PhyB的多样性及区域适应性初探

Phy 是在长日照条件下抑制水稻开花的关键基因,但目前对水稻PhyB基因的遗传基础还不清楚,研究其分子遗传机制,对于培育光周期适应性广的品种以及扩大水稻种植区域具有重要意义。本研究选择78份亚洲栽培稻(34份籼稻和44份粳稻)及47份野生稻进行测序,对Phy B基因的核苷酸多态性、单倍型进行分析,计算籼稻、粳稻和野生稻的遗传多样性。结果表明,Phy B基因共有28个单倍型,其中有2个高频率的单倍型分别存在于2个栽培稻亚种中。从Network图可以看出栽培稻分为2组(A组和B组),A组栽培稻包括全部的籼稻和4个粳稻个体,B组栽培稻全是粳稻品种。亲缘地理学分析发现,A、B两组栽培稻具有明显不同的地理分布格局,且A组和B组开花时间差异显著,说明Phy B基因的2个高频率单倍型在2个栽培稻亚种中具有区域适应性,Phy B基因在栽培稻中具有明显的驯化信号,随着水稻种植区域的扩大,进化出适应不同地域特有的等位基因,导致开花时间对不同地区的区域适应性及多样性。     

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。     

栽培稻与4种野生稻的原生质体融合

野生稻具有许多优良性状,是水稻遗传改良的重要物质基础。为了探讨应用原生质体融合技术转移野生稻有利基因的途径,进行了栽培用与4种野生稻融合试验。总计6·28×107个野生稻原生质体与栽培稻原生质体进行了电激融合。获得了4364块愈伤组织,再生了490个植株。试验了Y射线处理野生稻原生质体的有效剂量和碘代乙酰胺抑制栽培稻原生质体生长的浓度。探讨了原生质体来源对融合效果的影响,讨论了融合亲和性问题。     

转基因逃逸及其环境生物安全评价研究进展——抗虫水稻案例分析

转基因技术研发为提高我国水稻产量和减少劳动力投入提供了巨大机遇。我国对转基因水稻研发进行了大量的投入,目前已培育了具有不同新性状的转基因水稻品系,许多品系已进入生物安全评价阶段。风险评价对转基因水稻的安全生产至关重要,是其商品化生产之前必须解决的问题,其中包括转基因逃逸及其潜在环境影响。对水稻抗虫转基因逃逸及其潜在环境风险的评价包括3个重要环节：（1）通过田间试验和模型模拟检测转基因漂移到非转基因栽培稻及其野生近缘种的频率;（2）检测转基因在栽培稻和野生近缘种后代中的表达;（3）确定转基因对野生近缘种群体适合度和进化潜力的影响。大量研究表明,在近距离的空间范围内栽培稻品种之间的基因漂移频率很低（〉0.1%）,但栽培稻与其野生近缘种的基因漂移频率变异很大。进一步研究还表明,Bt抗虫转基因在栽培稻与普通野生稻后代中均能正常表达,但在其不同生长阶段,表达量有很大变异。在有较高水平的害虫虫压下,含有抗虫转基因的栽培稻及野生近缘种杂交后代与不含转基因的对照相比,抗虫性显著提高且适合度利益明显;但是,在虫害发生水平较低时,含有抗虫转基因的群体与不含抗虫转基因的群体相比没有显著的适合度优势。综上,转基因逃逸到非转基因水稻的频率极低,并且可以通过空间隔离阻断其逃逸。虽然抗虫转基因向杂草稻以及与栽培稻距离较近的野生稻群体的逃逸无法避免,但是野生稻和杂草稻群体周围环境中的总体虫压较低,所以基因漂移带来的环境影响应十分有限。     

水稻(Oryza sativa L.)核基因组存在叶绿体psbA基因的同源片段

序列比较说明,重复DNA顺序pRRD9与水稻叶绿体基因组中编码QB蛋白的psbA基因存在高度的同源。用pRRD9亚克隆片段pRRD9R和片段pRRD9L对水稻的叶绿体和核DNA进行Southern杂交分析,揭示了psbA基因同源片段在某个进化时期由叶绿体基因组转移到水稻核基因组,而且两者在水稻进化过程中的变异程度存在明显的差异。利用它们对野生稻和栽培稻总DNA的Southern杂交分析,显示亚洲栽培稻与AA基因组型的野生稻有较近的亲缘关系,以及在部分野生稻产生特异的杂交带谱,说明它可以作为一种分子探针来研究水稻的进化问题。     

中国野生稻及栽培稻核糖体DNA第一转录间隔区序列分析及其系统学意义

用 PCR技术从产于我国的 3种野生稻和亚洲栽培稻的 2个亚种中特异地扩增和测序了 r DNA的第一转录间隔区。普通野生稻 (Oryza rufipogon)、药用野生稻 (O.officinalis)、疣粒野生稻 (O.granu-lata)和栽培稻的两个亚种 (O.sativa ssp.indica,O.sativa ssp.japonica)的 ITS1序列为 1 93bp、1 94bp、2 1 8bp、1 94bp和 1 94bp,它们的 G/ C含量为 69.3%～ 72 .7% ,序列中位点趋异率为 1 .5%～ 1 0 .6%。序列的相似性比较和简约性分支分析的结果表明 ,普通野生稻与栽培稻的两个亚种之间的亲缘关系最为密切 ;药用野生稻与普通野生稻和与栽培稻的两个亚种的相似性都为 82 % ,说明它与 AA基因组有一定的亲缘关系 ;疣粒野生稻与普通野生稻、药用野生稻和栽培稻两个亚种的亲缘关系相对较远 ,它在稻属中可能是一个系统地位较独特的类群。以 ITS1序列构建的 3种野生稻和 2个栽培稻亚种的系统发育关系与前人用同工酶、叶绿体 DNA、线粒体 DNA和核 DNA资料重建的稻属的系统发育关系基本一致     

野生稻与栽培稻及种间杂种F1叶表面亚显微结构的研究

用扫描电镜对原产中国的３种野生稻、２个栽培稻品种及栽培稻与野生稻间的杂种Ｆ１,就气孔频度、气孔器乳突、大瘤状乳突及本栓细胞乳突等叶片表面亚显微结构作了比较观察研究。结果显示这些性状具有种的特性,发现种间杂种的亚星微性状与两个亲本 特性及亲缘关系远近有关。     

中国稻属植物叶片亚显微结构比较研究

用扫描电镜对原产中国的3种野生稻和2个栽培稻品种的叶片表面亚显微结构,尤其是气孔列数、气孔频度、气孔器乳突、大瘤状乳突、小栓细胞乳突等进行比较研究。结果显示,气孔频度的变化趋势是沿着疣粒野生稻-药用野生稻-栽培稻IR36-簿通野生稻-栽培稻珍汕97逐渐增大,其变化幅度在635-1737个／mm^2之间;气孔器乳突除疣粒野生稻为6个外,其余通常为4个;疣粒野生稻既无大瘤状乳突亦无木栓细胞乳突．药用野生稻无木栓细胞乳突。这些性状不仅具什种的特异性,而且与亲缘关系远近有关,可以作为稻属分类的依据。