云南水稻种质资源的遗传多样性及群体结构分析

利用SSR分子标记对覆盖云南16个州(市)的908份水稻种质资源进行遗传多样性及群体结构分析。结果表明,22对SSR标记共检测到193个等位基因,每对标记的等位基因数为4~18,平均8.78;主要等位基因的频率为0.2048~0.7941,平均0.3803;基因多样性指数为0.3477~0.8876,平均0.7307;多态信息含量为0.3202~0.8777,平均0.6986。以地理来源进行分类并分析其遗传多样性,结果表明,云南水稻种质资源在不同州(市)间的遗传差异较大,其中普洱市水稻种质资源的多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性及Shannon’s指数最高,而迪庆州和楚雄州相对较低,说明普洱市水稻种质资源的遗传多样性最丰富,而迪庆州和楚雄州相对较低;遗传距离和遗传一致度分析表明,普洱市与西双版纳州水稻种质资源的遗传距离最小、遗传一致度较高,亲缘关系最近,而昆明市与楚雄州水稻种质资源的遗传距离最大、遗传一致度较低,亲缘关系最远。遗传分化分析显示,908份水稻种质资源的遗传变异主要来源于种质内个体间,且种质间的基因流为2.8388,该值大于1,说明云南水稻种质资源间存在频繁的基因交流现象;NJ聚类分析、PCA主成分分析及Sturcture群体遗传结构分析均将供试材料分为2大类群,其中NJ聚类分析和PCA分析又在2大类群的基础上分为4个亚群,908份云南水稻种质资源并没有按照地理来源进行聚类,交错分布于各个类群中。表明云南水稻种质资源具有极其丰富的遗传多样性,且不同州(市)水稻种质资源的遗传差异较大,将为今后水稻新品种选育提供宝贵的资源材料。

广东省农业科学院水稻种质资源研究60年:成就与展望

稻种资源是水稻科学研究的重要物质基础。广东省农业科学院建院60年来,持续开展了稻种资源收集、保存、鉴定、创新和利用等工作,取得了可喜的成绩:已收集保存国内外栽培稻资源18800多份、野生稻资源5158份;研究建立了水稻种质中期库和野生稻圃,确保稻种资源长久安全保存和利用;系统开展了稻种资源农艺性状、抗病虫、抗逆性、品质等性状的鉴定评价,以及资源遗传多样性、分类、核心种质构建、基因挖掘等基础研究;开展种质创新和利用研究,育成大批优良品种应用于生产。据不完全统计,新中国成立以来,广东利用优异稻种资源选育水稻优良品种1000个以上,其中由广东省农业科学院水稻研究所育成、推广面积达66.67万hm2以上的品种有31个;“十五”以来向国内高校、科研机构等单位提供栽培稻、野生稻资源累计近6000份次,充分展现了种质资源公益性作用。但在国外资源引进、优异基因挖掘与利用等方面仍显不足。拟以需求和问题为导向,通过多学科、多组学相结合,统筹开展稻种资源各项研究工作,促使资源研究再上新的台阶。

水稻种质资源的分子鉴定和育种利用

水稻种质资源包括栽培稻、野生稻及育种材料等各种类型,是水稻新品种选育、生物技术研究以及农业生产的物质基础。中国具有丰富的水稻种质资源,但其利用率却不高,原因之一就在于传统方法不能够对其进行准确的研究评价。理想的分子标记具有稳定性高、重复性好、检测简单快速和共显性遗传等优点。本文综述了分子标记技术在水稻种质资源遗传多样性分析、重要功能基因的挖掘、品种DNA指纹库的构建及分子育种材料遗传基础的拓展等方面的作用,旨在为更充分的将分子标记技术应用于水稻种质资源的鉴定和分子育种提供参考。

黑龙江省水稻种质资源农艺性状与产量关系的分析

为明确黑龙江省主要水稻种质资源农艺性状与产量之间的关系,更高效的选育水稻新品种,以139份水稻种质资源为材料,采用描述性分析、相关分析、通径分析等方法对影响产量的主要农艺性状进行了试验研究。结果表明,黑龙江省水稻种质资源比较丰富,12个农艺性状的变异系数均≥11%,并且稳定性很好;分蘖株数、每穗粒数、有效穗数、剑叶宽度与产量呈正相关关系,谷粒形状与产量呈负相关关系;10个农艺性状可以归为4个主成分,其累计贡献率为68.759%。

水稻种质资源的苗期抗旱性鉴定

试验利用菲律宾旱季无雨的自然干旱条件,大田鉴定了192份水稻种质资源的苗期抗旱性。试验结果表明,水稻种质中存在大量的具有苗期抗旱性的品种。就所观察的三个性状:卷叶(leaf rolling,LeR),枯叶(leaf drying,LeD)及复水恢复(drought recovery rate,DRR)而言,11个水稻品种在卷叶性状(LeR)上,12个水稻品种在枯叶性状(LeD)上极显著优于抗旱性对照品种NSIC Rc 9,14个品种在复水恢复性状(DRR)上显著优于抗旱性对照品种NSIC Re 9。有的品种在两个,甚至3个性状上都比抗性对照显著,表明不同的品种可能采取不同的机制来适应干旱胁迫,如降低叶片面积,及早发深根等:同一抗旱机制也可以作用于不同的表型上,如渗透势调节(Osmoticadiustment)。3个性状间存在极显著的相关,其中LeD与DRR的相关性最高为0.821 62,其次为LeD与LeR为0.801 79和LeR与DRR为0.725 93。对抗旱性性状的选择最好使用田间筛选,因为大田筛选提供了性状表达的真实环境;卷叶,枯叶,和复水恢复能力作为苗期抗旱性指标能有效地筛选苗期抗旱性品种。

运用抗性基因同源序列标记快速进行水稻种质资源DNA指纹图谱分析

用2个抗性基因同源序列(RGA)引物分析了菲律宾国家水稻所水稻种质资源库中265个抗或感水稻东格鲁病(RTV)的种质资源的遗传差异。引物CLRR的分辨能力极高,共扩增出了48条多态带,平均每个品种28.6条。每个品种平均扩增出46.9条多态带。DNA指纹图谱分析结果表明,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,RGA引物能有效地分析群体材料在分子遗传上的差异,这说明RGA标记是水稻种质资源DNA指纹快速识别的理想选择。通过聚类分析还发现本研究的水稻品种间存在很大的遗传差异。

湖南水稻种质资源研究进展与共享对策

湖南稻作历史悠久、生态环境多样造就了湖南遗传丰富的水稻种质资源。湖南水稻种质资源工作对全省稻作变革和水稻育种突破性成功起到了关键性作用。针对湖南收集、保存、评价、利用水稻资源遗传多样性的现状和存在的问题,提出了共享对策。

水稻种质资源常温贮藏

种质资源的保存有种植保存和贮藏保存2种方法,频繁的种植不但需要耗费大量的人力和物力,而且容易造成材料混杂和影响种性。国内外学者普遍认为低温种质库贮藏法是种质资源贮藏的最佳方法,但低温种质库建设耗资大,技术要求高,运转费用昂贵。广大科研单位和育种者普遍采用常温贮藏。介绍了常温水稻种质资源贮藏相关理论及实践的研究成果,旨在为水稻种质常温贮藏提供有益的启示。

太湖流域水稻种质资源保存技术规程

依据多年的地方优质水稻种质资源保护工作,对不同年份种植资料进行汇总和科学分析,同时查阅了国家、行业及地方现行的相关标准。本技术规程主要针对太湖流域水稻种质资源的保存,对水稻种质资源保存过程中的品种描述、种植保存、低温贮藏、建立档案等技术要求进行了规范。

分子标记辅助筛选携带Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因的水稻种质资源

利用分子标记辅助选择技术对62份水稻种质资源进行筛选携带Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因种质资源。结果表明:经PCR检测,从中选择出含两种抗病基因的材料有10个,占16.1%,其中Xa23和Pi-1呈阳性的材料有4个,Xa23和Stvb-i呈阳性的材料有1个,Pi-1和Stvb-i呈阳性的材料有5个;含有一种抗病基因材料40个,占64.5%,其中Xa23呈阳性的材料有3个,占4.8%;Pi-1呈阳性的材料有17个,占27.4%;Stvb-i呈阳性的材料有20个,占32.3%;本试验为实现分子标记辅助选择水稻抗病育种打下了坚实的基础。

基于Seoulin研究所生命科学通用引物标记的水稻种质资源快速DNA指纹图谱分析

用两个Seoulin研究所生命科学通用引物标记即SRILS6与SRILS8,通过建立相应的指纹图谱,对菲律宾国家水稻所水稻种质资源库中265个地方品种的遗传亲缘关系进行了分析.DNA指纹图谱结果显示,两个引物在整个群体材料中共扩增出了55条多态带,每个品种平均33.3条,而平均多态带率达60.5%.根据两个引物的DNA指纹谱带数据,进行单个及合并聚类分析,计算出3个极为相似的聚类系统树图:将样品主要聚成两个大类群,类群Ⅰ与Ⅱ.聚类分析的结果表明,两个SRILS标记便能完全鉴别出所有265个品种,而且揭示了一个相对高的群体遗传多样性.3个聚类系统树图的聚类分布以及类群的组成均极为相似,有91%～95%的相似度,这说明SRILS引物扩增的基因组区域可能已经发生了一定程度的变异以至于表现出高度一致的遗传系谱.SRILS分子标记体系可成为水稻种质资源快速指纹图谱及多样性分析的理想工具,因而是水稻资源管理方面的重要助手,如进行资源鉴定、生物多样性分析以及核心种质构建等.

稻瘟病抗性基因Pi-b、Pi-d2、Pi-5、Pikh在宁夏水稻种质资源中的分布

为探明宁夏水稻种质资源含抗稻瘟病基因的数量和种类,为宁夏水稻抗稻瘟病的分子标记辅助选择育种奠定基础。利用与抗稻瘟病基因Pi-b、Pi-d2、Pi-5、Pikh紧密连锁的功能标记对75份宁夏自育及外引水稻材料进行抗病基因的分子检测。结果表明,抗性基因Pikh的分布频率最高,在测试品种中检出率为74. 7%;其次是Pi-b基因,检出率为49. 3%;检出率较低的是Pi-5、Pi-d2抗性基因,分别为30. 67%、9. 3%。其中有6份材料为杂合,分别为大胚稻、巨胚稻、小粒糯、宁粳43号、花119、Agostone,4个抗稻瘟病基因都没有的材料有5份,为银玉、垦08-1806、通粘1号、空育131、越光。说明宁夏水稻材料中含有广谱持久抗性的基因较少,可以利用Pi-d2、Pi-5等抗性基因进行分子标记辅助选择育种,培育持久抗稻瘟病的水稻新品种。

天津市原种场水稻种质资源数据库的建设

本文介绍了天津市原种场水稻种质资源数据库管理现状,概述了天津市水稻种质资源库建设的架构、功能与作用,对水稻种质资源数据库的未来工作进行了展望,为水稻种质资源的智能化管理、实现精准育种、高效育种奠定了坚实的基础。

273份水稻种质资源的遗传多样性、群体结构与连锁不平衡分析

【目的】评估273份水稻种质资源的遗传多样性和群体结构,为今后利用这些水稻种质资源进行遗传育种和关联分析提供参考。【方法】利用214个分子标记对来自14个国家的273份水稻地方品种和育种材料进行基因型检测,分析其遗传多样性、群体结构、连锁不平衡程度。【结果】群体结构分析将供试群体划分为2个亚群(SG1、SG2)以及1个混合群(AD),聚类分析和主成分分析结果与群体结构分析结果一致;遗传多样性分析结果显示,214个标记共检测到524个等位变异,变幅为2~5个,平均遗传多样性指数为0.44,平均多态性信息含量(PIC)为0.355,SG2群遗传多样性指数和PIC高于SG1群;分子方差分析表明34%的变异来源于种群内,66%的变异来源于种群间,SG1与SG2群体间存在显著的遗传分化(Fst=0.725,P<0.01);连锁不平衡分析结果显示,整个群体中存在较高程度连锁不平衡,平均r2为0.33,SG1和SG2中连锁不平衡衰减到75%以下所延伸的最小距离分别为13.7 Mb和90.5 kb。【结论】273份水稻种质资源群体内具有丰富的遗传变异,该群体适合通过关联作图来挖掘优异等位基因。

我国科学家构建稻属超级泛基因组助力水稻种质资源遗传变异挖掘和利用

稻属包括亚洲栽培稻和非洲栽培稻两个栽培种,它们分别从普通野生稻和短舌野生稻驯化而来。中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所组织攻关、与中国农业大学、南京农业大学、中国水稻研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位合作,组装了251份高质量的水稻基因组,构建了目前植物中群体规模最大的、基因组充分注释的、稻属中最为系统的超级泛基因组。该图谱的完成将极大地促进水稻功能基因挖掘和水稻种质资源利用。

杨庆文团队发现一份成熟后稻米保持绿色的水稻种质资源

有色稻米因独特的营养价值越来越受到消费者的青睐,研究表明,紫(黑)米和红米果皮中的类黄酮化合物对人类多种疾病包括癌症、贫血、心血管病、糖尿病等具有一定的防治作用,是天然的功能性粮食作物,但国内外对绿色稻米研.究较少。中国农业科学院作科所杨庆文团队在对国家库保存的野生稻种质资源进行整理过程中,发现一份部分米粒为绿色的野生稻资源,经连续自交后获得了绿色性状稳定、纯合、一致的高代品系,命名为LM8。

水稻耐贮藏种质资源的筛选

对100份经过8年室温下自然老化表现良好的品种进行人工加速老化处理,从中筛选出了两份耐贮藏的优良种质资源,二秋矮1号和油籼。试验结果表明,水稻自然老化和人工加速老化是受不同或不完全相同基因控制的两个不同性状。

广亲和基因S5-n在水稻核心种质资源中的分布研究

为了更好地发挥水稻广亲和基因S5-n在水稻育种中的作用,本研究分析了S5-n在264份水稻核心种质中的分布情况。结果表明,共检测到含有S5-n基因的材料26份,检出频率9.8%。其中,国内材料10份,国外材料16份。含有S5-n基因的26份材料中籼稻、粳稻各为13份。S5-n基因在核心种质资源中的分布没有表现出籼、粳偏好。

水稻的种质资源(上)

鉴于全球15亿以稻米为主食和4.5亿以稻米为第二主食的人们的利益,笔者对水稻种质资源的保存、评价和利用问题作一简介。此外,本文还讨论了进一步挖掘水稻种质资源的潜力和努力的方向。 世界上栽培的水稻属于Oryzo属。该属还包括20个野生种。与非洲栽培种(O.glaberrima Steud)相比,亚洲栽培种(O.ssativa L.)更为多种多样且具有更长的栽培历史。这两个栽培种均为二倍体,但在野生种中却既有二倍体类型(n=12),也有四倍体类型(n=24)。

水稻资源全生育期耐盐性鉴定筛选

对来自国内外不同地区的550份水稻资源进行全生育期耐盐性鉴定。设置淡水、0.3%和0.5%盐溶液浇灌3个处理,插秧10d后,通过浇灌不同体积的淡水与海水调至设计浓度对水稻进行不同浓度的盐胁迫处理。分别调查了淡水及0.3%盐处理下水稻株高、有效分蘖数、主穗长度、主穗结实率、单株产量、抽穗期6项农艺性状和0.5%盐处理下的水稻耐盐表型。与淡水浇灌相比,全生育期在0.3%盐溶液处理下,550份水稻(100%)株高显著降低;124份(22.55%)水稻有效分蘖数(90份增加,34份减少)、414份(75.27%)水稻主穗长度(405份变短、9份增长)、145份(26.36%)水稻主穗结实率(84份减少,61份增加)、375份(68.18%)水稻单株产量(343份减少,32份增加)存在(极)显著差异;水稻资源的抽穗期无显著差异。主成分分析表明,主穗结实率、有效分蘖数及单株产量3项性状累计贡献77.25%的变异。根据产量耐盐系数筛选了121份耐盐水稻资源(产量耐盐系数≥0.8),在0.5%盐胁迫持续处理42d后,筛选了78份耐盐水稻资源(耐盐表型为3级),其中25份水稻资源全生育期在0.3%盐处理下单株产量耐盐系数≥0.8,在0.5%盐胁迫持续处理42d后的耐盐表型为3级。筛选的耐盐水稻资源为培育耐盐新品种及深入研究耐盐机制提供材料。