海南儋州普通野生稻开花习性及育性研究

对海南儋州普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的开花习性、花粉育性和结实率进行了研究.结果表明:海南儋州普通野生稻居群在原生境的开花时间为10月初到12月初;晴天开花时间主要集中在11:30-11:50,最适开花的气温为29.84±2.27℃,相对湿度为53.33±6.63%,阴天开花时间要推迟20-30 min;每朵颖花从开颖到闭颖历时70-100 min,颖花开放历时10-20 s,50-60 s之后开始散粉,闭颖约需要1 h.花时与风速呈负相关,与温度呈正相关.单穗可育率大于50%的居多.结实率介于0-45%,其中多数小于10%.此居群与当地常规稻的开花有一定的差异,初步提出了对此居群普通野生稻原生境资源的合理利用和有效保护的策略.     

广东高州普通野生稻与粳稻杂交F1花粉育性及其发育特点

以粳稻台中65为母本,高州普通野生稻141个编号材料为父本,成功组配72个粳野杂种F1,分别对杂种F1的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,粳野杂种F1平均结实率为68.30％,变化范围为30.29％～94.05％,大部分在50％～80％之间;花粉平均育性为76.49％,最低为33.23％,最高为95.72％,大部分都高于70％,表现正常。花粉败育类型包括染败、典败、圆败和大小花粉粒;花药的平均裂药指数为3.87,接近正常。粳野杂种F1花粉发育过程与栽培稻基本一致,可分为8个时期,包括小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期。研究结果表明广东高州普通野生稻可能具有决定杂种F1花粉育性的不同基因,包括花粉不育中性基因等。     

载培稻与普通野生稻两个重要分类性状花药长度和柱头外露率的QTL分析

用江西东乡普通野生稻（简称东乡普野）和桂朝2号的115株的BC1群体,构成了1张长度为1418．2cM,包含120个RFLP标记的遗传图谱,该图谱除第1染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外,其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致,对控制花药长度和柱头外露率这两个载培稻和野生稻的重要分类性状的TQL分析结果表明,控制花药长度的2个QTLs分别位于第2染色体C424－G39和第9染色体C2U807－C1263间,控制柱头外露率的2个QTLs分别位于第5染色体R2289－R1553间和第8染色体G1149－R1963间,这两个重要分类性状的QTLs定位,为进一步研究野生稻进化到载培稻的分子进化机理提供了有益的信息。     

广东高州普通野生稻生殖特性的研究Ⅰ.结实率、花粉育性及其发育特点

对采自6个采样点141个编号的高州普通野生稻的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,高州野生稻的结实率平均为57．23％,普遍偏低;花粉育性平均为89．3％。育性在50％以上的编号134个,占95．04％;7个编号出现不同程度的败育现象,败育类型以典败为主。其中育性最低的是GZW122,育性仅为8％;17个编号（占12,06％）的裂药性存在严重的异常现象。相关分析表明,花粉育性和裂药性与结实率存在极显著相关。不同采样点问存在一定差异,其中位于祥山镇祥山村祥山洞的编号结实率、花粉育性和裂药指数都较低,变异系数却较大,显示出较丰富的多样性。利用激光扫描共聚焦显微镜术研究发现,高州普通野生稻花粉发育过程与栽培稻一致,同样经历了8个时期,即小孢子母细胞形成期、小袍子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二孢花粉期和成熟花粉期。     

海南普通野生稻稻瘟病的抗性鉴定与评价

在苗期应用自然诱发鉴定法对海南普通野生稻(Oryza rufipogonGriff.)41个居群的410份材料进行了2年的稻瘟病(rice blast)抗性鉴定,结果表明:经过初鉴和复鉴,410份海南普通野生稻中有21份表现高抗,占5.1%,117份表现抗,占28.5%,说明海南普通野生稻具有较好的稻瘟病抗性。     

栽培稻与普遍野生稻两个重要分类性状花药长度和柱头外露率的QTL分析

用江西东乡普通野生稻（简称东乡普野）和桂朝２号的１１５株的ＢＣ１群体,构成了１张长度为１４１８．２ｃＭ．包含１２０个ＲＦＬＰ标记的遗传图谱,该图谱除第１染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外,其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致。对控制花药长度和柱头外露率这两个栽培稻和野生稻的重要分类性状的ＱＴＬ分析结果表明,控制花药长度的２个ＱＴＬｓ分别位于第２染色体Ｃ４２４～Ｇ３９和第９染色体Ｃ２８０７～Ｃ１２６３间;控制柱头外露率的２个ＱＴＬｓ分别位于第５染色体Ｒ２２８９～Ｒ１５５３间和第８染色体Ｇ１１４９～Ｒ１９６３间。这两个重要分类性状的ＱＴＬｓ定位,为进一步研究野生稻进化到栽培稻的分子进化机理提供了有益的信息。     

亚洲栽培稻与普通野生稻种间杂种花粉和胚囊败育研究

以亚洲栽培稻籼稻品种广陆矮4号（简称GLA）、粳稻品种辽粳944（简称944）、粳型亲籼系G2416．3（简称M12）与产于广东高州的普通野生稻（简称GP）配制6个正反交种间杂交组合,F1育性研究的结果表明：GLA／GP F1与GP／GLA F1之间的花粉育性（56．71％、56．15％）、胚囊育性（42．10％、33．33％）和小穗育性（33．66％、32．60％）差异较小;944／GP F1与GP/944 F1之间的花粉育性（79．01％、7．45％）、胚囊育性（50．00％、27．28％）和小穗育性（47．31％、17．59％）差异较大;M12／GP F1与GP／M12 F1的花粉育性（65．26％和49．55％）和小穗育性（73．16％和54．10％）差异介于前两者间,而胚囊育性（75．00％和40．00％）相差较大。各杂种F1败育花粉以典败类型为主;杂种F1败育胚囊主要有雌性生殖单位退化,卵器退化,极核异常排列,胚囊内组织混乱,助细胞退化且珠心组织吞噬胚囊,以及胚囊退化等。杂种胚囊育性和花粉育性直接影响小穗育性。以野生稻为母本的杂种育性较相应反交组合杂种的为低,表现出野生稻细胞质对栽野杂种育性的影响效应。可尝试利用人为创建的粳型亲籼系来开展克服栽培稻与普通野生稻种间杂种不育性的研究。     

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与粳稻杂交F1花粉育性及其发育特点

以粳稻台中65为母本,高州普通野生稻141个编号材料为父本,成功组配72个粳野杂种F1,分别对杂种F1的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究.结果发现,粳野杂种F1平均结实率为68.30%,变化范围为30.29%～94.05%,大部分在50%～80%之间;花粉平均育性为76.49%,最低为33.23%,最高为95.72%,大部分都高于70%,表现正常.花粉败育类型包括染败、典败、圆败和大小花粉粒;花药的平均裂药指数为3.87,接近正常.粳野杂种F1花粉发育过程与栽培稻基本一致,可分为8个时期,包括小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期.研究结果表明广东高州普通野生稻可能具有决定杂种F1花粉育性的不同基因,包括花粉不育中性基因等.     

海南普通野生稻原生境土壤养分状况研究

为探明海南普通野生稻原生境土壤养分状况,采集了海南省不同地区普通野生稻和栽培稻土壤并进行养分测定。结果表明:海南普通野生稻原生境土壤pH、碱解氮总体适宜,全氮为极缺乏水平,有机质及其它养分含量以中等偏低水平居多。不同地区野生稻土壤除pH和全氮外,其它养分含量差异较大。在大多数地区,栽培稻土壤氮磷钾养分含量低于普通野生稻原生境。     

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     

高州普通野生稻主要生殖性状的数理统计分析

高州野生稻各采样点的生殖特性表现出明显的多样性。对141份野生稻的花粉育性、裂药指数、胚囊育性和结实率进行通径分析。结果表明,花粉育性、裂药指数和胚囊育性决定了结实率变异的61．17％,其中裂药指数对结实率的直接作用最大,通径系数为0．6495;花粉育性和胚囊育性对结实率的直接作用较小,通径系数分别为0．2356和0．2137,花粉育性通过裂药指数还有较大的间接通径系数（0．2960）。通过系统聚类,将高州普通野生稻分为4群,并时各群进行方差分析和邓肯氏多重比较,可归纳为：Ⅰ群的花粉育性、胚囊育性和裂药指数对结实率影响小;Ⅱ群主要由胚囊育性影响结实率;Ⅲ群主要由裂药指数影响结实率;Ⅳ群主要由花粉育性和裂药指数共同影响结实率。     

云南及周边普通野生稻遗传多样性及其分布特征研究

利用27对SSR标记对云南普通野生稻的2个自然群体进行遗传多样性和起源进化分析,结果发现我国其他省份的材料与东南亚材料的遗传多样性较高,云南元江材料的遗传多样性最低。亲缘关系分析结果表明,云南元江材料与我国其他省份的普通野生稻之间关系较近,云南景洪普通野生稻与缅甸的普通野生稻关系最近,且云南元江和景洪的普通野生稻的遗传结构之间存在明显差异,说明云南普通野生稻属于中国与东南亚普通野生稻的过渡类型,为水稻起源地的"印度阿萨姆——中国云南"学说提供了科学依据。     

Genetic structure of Oryza rufipogon Griff. in China

Oryza rufipogon Griff. (common wild rice; CWR) is the ancestor of Asian cultivated rice (Oryza sativa L.). Investigation of the genetic structure and diversity of CWR in China will provide information about the origin of cultivated rice and the grain quality and yield. In this study, we used 36 simple sequence repeat (SSR) markers to assay 889 accessions, which were highly representative of whole germplasm in China. The analysis revealed a hierarchical genetic structure within CWR. First, CWR has diverged into two ecotypic populations, a south subtropical population (SSP) and a middle subtropical population (MSP), probably owing to natural selection by the different climates. The distribution of specific alleles and haplotypes indicated that Chinese CWR had both indica-like and japonica-like variations; the SSP was an indica-like type, whereas the MSP was more japonica-like. The SSP and MSP further diverged into five (HN, GD-GX1, GX2, FJ and YN) and two (JX-HuN1 and HuN2) geographical populations, respectively. The genetic data suggest the isolation by distance, although water systems also appear to play an important role in the formation of homogenous populations, and occasionally landscape was also involved. The population GD-GX1, which grew widely in Guangdong and Guangxi provinces, was the largest geographical population in China. It had a high level of genetic diversity (GD) and the closest genetic relationship with other inferred populations. The population HN, with the smallest SSR molecular weights and the highest level of GD, may be the most ancestral population.     

粤北普通野生稻籼粳分化的SSR分析

本文利用28对籼粳特异性SSR引物对174个粤北普通野生稻个体进行分析.28对引物均有多态性,平均每对引物扩增出的等位变异数和基因型数分别为10.6和28.粤北普通野生稻群体有较高的遗传多样性(0.768 1),除了能扩增出典型的籼、粳特异基因,还能扩增出野生稻特有的基因.遗传一致度聚类分析表明粤北普通野生稻存在初步籼粳分化;2份(1.15%)材料偏籼,172份(98.85%)材料偏粳,群体以偏粳为主.基因组水平上整个粤北群体没有发现原始类型.     

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。     

Intra-Population Genetic Structure of Oryza rufipogon Griff. in Yunnan, China

Oryza rufipogon Griff., allozyme analysis was conducted using 22 loci on a typical population from Yunnan Province, China. Non-random distribution of genotypes and/or genetic variability was found among three subpopulations, and the result was further demonstrated by considerable genetic differentiation observed (F _ST =0.206) within the population. Microhabitat selection may not be an important factor in shaping intra-population genetic structure, and restricted gene flow (N _m =0.964<1) and genetic drift act together towards a genetic subdivision within the population. This genetic subdivision may enhance inbreeding and will ultimately lead to genetic depletion within the predominantly outcrossing (t=0.830) perennial population, and therefore, more attention should be paid to the conservation and genetic management of the population. Received 25 June 1999/ Accepted in revised form 31 August 2000