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。     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻(Oryza rufipogon)是稻属的重要组成部分, 具有许多优良性状, 是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测, 及ISSR和RAPD UPGMA聚类分析, 将云南普通野生稻划分为4个类型, 即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个, ISSR引物扩增出多态带113条, 多态性条带比率(PPB)为82.26%, RAPD引物共扩增出多态性条带76条, PPB值为76.77%, 两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r = 0.951)。此外UPGMA聚类结果表明, 云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。     

中国普通野生稻遗传分化的RAPD研究

多数学者已认定亚洲栽培稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）的祖先是普通野生稻（Ｏ．ｒｕｆｉｐｏｇｏｎ）。然而栽培稻的籼、粳分化是发生在驯化之前还是在驯化之后,也即普通野生稻是否存在籼、粳分化的问题,是十几年来稻作起源研究中争论的热点之一。Ｓｅｃｏｎｄ［１］用多个同工酶位点的分析结果得出结论,普通野生稻在驯化为栽培稻之前就已经发生了籼、粳分化,即有籼型普通野生稻和粳型普通野生稻之分。Ｍｏｒｉｓｈｉｍａ和Ｇａｄｒｉｎａｂ［２］用２４个形态和生理性状及１２个同工酶位点和杂交亲合力等方法证明普通野生稻没有发…     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻（Oryza rufipogon）是稻属的重要组成部分,具有许多优良性状,是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测,及ISSR和RAPDUPGMA聚类分析,将云南普通野生稻划分为4个类型,即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个,ISSR引物扩增出多态带113条,多态性条带比率（PPB）为82．26％,RAPD引物共扩增出多态性条带76条,PPB值为76．77％,两种分子标记的分析结果呈极显著正相关（r=0.951）。此外UPGMA聚类结果表明,云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。     

广西普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)表型性状和SSR多样性研究

以中国普通野生稻初级核心种质中广西普通野生稻部分中的 2 2 3份野生稻为材料 ,以平均分布于水稻 12条染色体上的 34对SSR引物和中国稻种资源目录中的表型性状分析广西普通野生稻SSR位点的等位变异、多样性的地理分布及不同生长习性间的多样性分布等。结果表明 ,每对引物检测到的多态性片段 7～ 4 8条 ,平均为 2 4 .91条 ,普通野生稻的等位变异数明显大于地方稻种 ,在所分析的SSR位点中杂合位点比例变化在 1.35 %～ 81.31%之间 ,平均为 32 .0 1% ,与自花授粉的栽培稻相比具有较高的杂合率 ;北纬 2 2°～ 2 3°和 2 3°～ 2 4°范围内的两个区域内(一个包括隆安、扶绥和邕宁三县 ,另一个包括象州、来宾、武宣、玉林和贵港五个县 )所包含的普通野生稻数量多 ,遗传多样性大 ,在DNA水平上是广西普通野生稻的遗传多样性中心 ,而表型性状多样性中心是在北纬 2 1°～ 2 2°和2 2°～ 2 3°,其多样性分布与DNA水平不完全一致。在 4种生长习性间 ,DNA水平上的遗传多样性大小依次为匍匐型 ,倾斜型 ,半直立型和直立型 ,表型水平的多样性与DNA水平的多样性基本一致。     

利用SRAP标记研究海南野生稻的遗传多样性与遗传分化

利用8对多态性较好的SRAP引物对海南120份普通野生稻、55份疣粒野生稻和26份药用野生稻进行扩增,在检测到的219个位点中,普通野生稻的多态性位点率为74.89％,疣粒野生稻为42.47％,药用野生稻25.11%。香农指数以普通野生稻最高0.3277,疣粒野生稻为0.2044,药用野生稻最低0.1113。UPGMA聚类分析结果显示供试材料与地理来源相一致,相关性强,各居群个体间没有出现任何交叉。根据居群间的遗传分化系数,普通野生稻群体的基因多样性为0.2135,群体内的平均基因多样性大于居群间的基因漂变,说明普通野生稻居群遗传分化不显著,遗传多样性主要来自于居群内,基于群体杂合度和居群遗传多样性指数特点,认为实施保护策略时,优先保护遗传多样性最丰富的WDL和WDA居群。疣粒野生稻居群存在中等程度的遗传分化,建议原生境保护;药用野生稻居群数量较少,建议原生境保护。     

海南普通野生稻稻瘟病抗性资源调查和鉴定

为挖掘海南普通野生稻稻瘟病抗性资源,2010年诱发鉴定了41个居群410份材料苗期叶瘟,2011年接种稻瘟病菌（YC25）鉴定了37个居群121份材料穗颈瘟,2012年调查了80个居群2461份材料田间自然状态的抗病性。结果表明：苗期叶瘟抗性鉴定有21份高抗、117份抗病。苗期抗、高抗叶瘟性的138份材料中穗颈瘟鉴定4份高抗和3份抗病,14份表现为田间自然抗病。苗期叶瘟鉴定不抗病或未作此鉴定材料中,4份表现为抗穗颈瘟和田间自然抗病。这些抗性材料来自海口、文昌、万宁、三亚、澄迈、东方等地。本研究为海南普通野生稻资源进一步研究和抗稻瘟病育种利用提供参考     

海南北部普通野生稻育性相关性状调查与分析

调查和分析了海南北部普通野生稻40个居群的柱头颜色、柱头外露率、花粉育性、自交结实率和自然结实率。结果发现,海南北部普通野生稻柱头颜色分为褐色、紫色、白色、紫白双色、褐白双色5类。柱头总外露率均在60%以上,平均总外露率82.4%,其中有28个居群总外露率在80%以上,最高总外露率达96.7%。花粉可育率平均为25.6%,可育率在40%以上的居群占总居群的22.5%,可育率最高达91.4%。自然结实率在3.0%~53.1%之间;自交结实率在0~46.8%之间,有4个居群的花粉可育率和自交结实率均为0;自然结实率最高的单株达98.6%。这些结果对海南野生稻进一步研究和利用提供了重要依据。     

海南普通野生稻OrERF1的克隆和表达分析

根据EST(expressed sequence tags,EST)序列信息,从海南普通野生稻中克隆了一个AP2/ERF(apetala2/ethylene response factor)类转录因子OrERF1。该基因包含一个1 014 bp的完整阅读框,编码337个氨基酸。推导OrERF1氨基酸序列具有典型的AP2/ERF类转录因子结构特征,与水稻(Oryza sativa)、大麦(Hordeum vulgare)、玉米(Zea mays)和橙子(Citrus sinensis)中相应的AP2/ERF类蛋白具有较高的同源性。聚类分析表明OrERF1是ERF类转录因子。对OrERF1启动子序列进行分析,发现存在多种激素应答和胁迫响应的调控元件。Real-time PCR结果显示,低温、干旱和盐胁迫均能诱导OrERF1的表达。这些结果表明OrERF1可能在逆境响应过程中具有重要功能。     

野生稻和栽培稻的随机多态DNA(RAPD)分析

应用 RAPD方法对药用野生稻、普通野生稻、粳稻和籼稻进行基因组多态性分析。 1 2个随机引物共扩增出 1 3 2条 RAPD带 ,片段大小在 3 0 0～ 3 5 0 0 bp之间 ,其中有 1 0 6条表现出多态性 ,占总扩增片段的86.4%。根据遗传距离分析 ,用 UPGMA法构建了聚类树状图 ,结果表明 ,普通野生稻的遗传特性比药用野生稻更接近于栽培稻。     

东乡野生稻内生放线菌分离及菌株S123次级代谢产物分析

【目的】从东乡野生稻(Oryza rufipogon)中分离和鉴定内生放线菌,对其进行抗菌活性筛选,并分析高抗菌活性菌株S123的次级代谢产物。【方法】采用S培养基对东乡野生稻内生放线菌进行分离、纯化,并构建16S rRNA基因序列系统发育进化树进行菌株鉴定。以琼脂扩散法和菌丝生长速率法进行抗菌活性筛选,同时设计简并引物检测菌株I型聚酮合酶(PKS-I)基因。对具广谱抗菌活性的菌株S123进行分批大量发酵,运用多种色谱方法对发酵产物进行分离、纯化,利用MS和NMR分析鉴定化合物的结构。【结果】从东乡野生稻中共分离到11株内生放线菌,分别属于链霉菌属(8株)和假诺卡氏属(3株)。其中有8株具有抗菌活性,8株呈现I型PKS阳性。从高抑菌活性菌株S123中分离到化合物Nigericin和17-O-demethylgeldanamycin,其中Nigericin对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及水稻纹枯病菌均有抑制活性。【结论】对东乡野生稻内生放线菌进行了分离、鉴定和抗菌活性筛选,并从中分到两种与I型PKS基因相关活性的化合物Nigericin和17-O-demethylgeldanamycin,为研究东乡野生稻内生放线菌的多样性和次级代谢产物的分离提供依据。     

用SSR标记分析广西香稻与南亚香稻的遗传多样性

利用16对分布于水稻12条染色体上的SSR引物分析78份来自南亚的香稻资源和18份广西种植的香稻的遗传多样性。结果表明:在南亚的香稻资源中,每对引物检测到的等位基因数为3~13个,平均每个位点的等位基因数为5.31个,广西的香稻资源中,每对引物检测到等位基因数2~9个,平均每个位点的等位基因数为3.44个;南亚香稻资源平均多态信息含量(PIC)为0.55,广西香稻资源平均PIC为0.41;南亚香稻资源平均基因多样性(Hs)为0.60,广西香稻资源平均Hs为0.47;说明了南亚香稻资源比广西香稻资源具有更为丰富的遗传多样性。聚类结果表明,大部分的南亚香稻资源或大部分的广西香稻资源各自聚为一类,说明大部分南亚和广西的香稻种质资源存在遗传差异性和地理远缘性。     

药用野生稻抗褐飞虱基因的RAPD标记研究

以药用野生稻1665(O.officinals)和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体为材料,利用随机引物对其抗褐飞虱基因进行了RAPD标记研究,获得3个与抗褐飞虱基因表现连锁的RAPD分子标记(S229703、S403783和S11591408)。采用MAPMAKER/EXP.Version 3.0分析,结果表明3个RAPD分子标记与抗褐飞虱基因属于同一连锁群,覆盖大小为18.1cm,标记间平均距离为4.53cm,为下一步水稻抗褐飞虱基因的精确定位和克隆奠定坚实的基础。     

Analysis of genetic variability of South American wild rice populations (Oryza glumaepatula) with isozymes and RAPD markers

The knowledge of population structure and genetic diversity of wild relatives of rice is needed to investigate their evolutionary history and potential use in breeding programs. Very little is known about the wild rice species ( Oryza spp.), particularly those that are native to South America. A study using isozyme and RAPD markers was conducted to estimate the level of genetic diversity of four South American wild rice populations ( Oryza glumaepatula ) recently collected in the Amazon forest and western Brazil rivers. F -statistics and genetic diversity parameters calculated from isozyme and RAPD markers indicated high values for inbreeding coefficients and differentiation among the four populations. In agreement with this, a pattern of greater variation between than within populations was observed with both types of markers. These findings were corroborated by an AMOVA analysis, which indicated that a large portion of the total genetic variation was attributed to regional divergence. The partition of the AMOVA analysis among populations showed that most of the genetic diversity was due to differences among populations. This distribution pattern of genetic variation of O. glumaepatula populations is in agreement with the expectation for an autogamous species and provides important baseline data for conservation and collection strategies for this species.     

A large-scale field study of transgene flow from cultivated rice (Oryza sativa) to common wild rice (O. rufipogon) and barnyard grass (Echinochloa crusgalli)

The introgression of transgenes into wild relatives or weeds through pollen-mediated gene flow is a major concern in environmental risk assessment of transgenic crops. A large-scale (1.3–1.8 ha) rice gene flow study was conducted using transgenic rice containing the bar gene as a pollen donor and Oryza rufipogon as a recipient. There was a high frequency of transgene flow (11%−18%) at 0–1 m, with a steep decline with increasing distance to a detection limit of 0.01% by 250 m. To our knowledge, this is the highest frequency and longest distance of gene flow from transgenic rice to O. rufipogon reported so far. On the basis of these data, an adequate isolation distance from both conventional and transgenic rice should be taken for in situ conservation of common wild rice. Meanwhile, there is no evidence of transgene introgression into barnyard grass, even when it has coexisted with transgenic rice containing the bar gene for five successive years. Thus, the environmental risk of gene flow to this weedy species is of little concern.     

Modern elite rice varieties of the 'Green Revolution' have retained a large introgression from wild rice around the Pi33 rice blast resistance locus

During the breeding process of cultivated crops, resistance genes to pests and diseases are commonly introgressed from wild species. The size of these introgressions is predicted by theoretical models but has rarely been measured in cultivated varieties. By combining resistance tests with isogenic strains, genotyping and sequencing of different rice accessions, it was shown that, in the elite rice variety IR64, the resistance conferring allele of the rice blast resistance gene Pi33 was introgressed from the wild rice Oryza rufipogon (accession IRGC101508). Further characterization of this introgression revealed a large introgression at this locus in IR64 and the related variety IR36. The introgressed fragment represents approximately half of the short arm of rice chromosome 8. This is the first report of a large introgression in a cultivated variety of rice. Such a large introgression is likely to have been maintained during backcrossing only if a selection pressure was exerted on this genomic region. The possible traits that were selected are discussed.     

SSR在琼海和三亚两普通野生稻居群中的遗传变异

通过分析37个SSR座位在琼海与三亚两普通野生稻（Oryza rufipogon）居群中的遗传变异,结果表明,SSR座位在三亚普通野生稻居群中的变异高于其在琼海普通野生稻居群中的变异。根据遗传相似性和遗传距离公式得到琼海与三亚普通野生稻居群间的遗传相似性为0．6385,遗传距离为0．4486cM。Wright的啪验结果表明,这37个SSR座位在两居群之间存在着中等程度的遗传分化,FST=0．3909。此分化结果主要是由两居群间弱的基因漂移导致的（Nm=0．3895）。