海南普通野生稻稻瘟病抗性鉴定与评价

为了对海南普通野生稻稻瘟病叶瘟、穗颈瘟的抗性进行综合鉴定与评价,2022-2023年连续两年对来自海南省11个不同市县的2002份普通野生稻材料进行苗期叶瘟人工接种和田间自然抗病鉴定,并对995份已经抽穗的普通野生稻材料进行穗颈瘟人工接种抗性鉴定。结果表明:2002份叶瘟鉴定材料中,人工接种抗叶瘟材料为494份(占24.68%),其中免疫7份,高抗17份;田间自然状态下抗叶瘟材料1160份(占57.94%),其中免疫24份,高抗233份。995份穗颈瘟人工接种鉴定材料中,抗穗颈瘟材料506份(占50.85%),其中免疫23份,高抗136份。由结果可知,海南普通野生稻普遍抗叶瘟或穗颈瘟,这些抗性资源的生长习性大多为半直立型或倾斜型,少数为直立型或匍匐型;高抗叶瘟的材料在抽穗后也普遍抗穗颈瘟,免疫或高抗穗颈瘟的材料也普遍抗叶瘟。经过鉴定和评价,筛选出双抗叶瘟、穗颈瘟的普通野生稻材料共有128份。本研究为海南普通野生稻资源抗稻瘟病研究和育种利用提供参考。

海南普通野生稻遗传多样性分析及核心种质构建

为摸清海南省众多普通野生稻材料之间的亲缘关系,发掘具有代表性的样本,本研究利用32个SSR标记,对来自海南省11个不同市县的2038份海南普通野生稻资源进行遗传多样性分析及核心种质构建。结果显示,平均有效等位基因(Ne,Number of effective alleles)为2.479,丰富度Shannon指数(I,Shannon entropy index)为0.975,Nei′s基因多样性(h,Nei′s genetic diversity)为0.570,多态性位点百分比为96.27%,表明海南普通野生稻的遗传多样性十分丰富。不同地方来源的海南普通野生稻遗传多样性存在差异,来自临高的海南普通野生稻丰富度最高,琼海的普通野生稻遗传丰富度最低,其变异主要集中在群体内部。群体结构分析显示当K=2时,Delta K值最高,将2038份海南普通野生稻资源分成2个类群,第Ⅰ类群有1145份资源,分别来源于海口、澄迈、儋州、三亚、万宁、琼海、临高、陵水、乐东、东方,第Ⅱ类群有893份资源,分别来源于海口、文昌和澄迈。利用居群优先及多次聚类的方法构建海南普通野生稻核心种质192份,占总资源(2038份)的9.42%,核心种质的Shannon指数(I)保留了102.46%,Nei′s基因多样性(h)保留了104.39%,有效降低了原始种质的遗传冗余度和遗传差异上的重复。海南普通野生稻核心种质代表了原种质的遗传多样性和特异性,为海南普通野生稻资源的有效利用提供材料。

海南野生稻白叶枯病抗性种质资源的收集与初步鉴定

为抢救性收集和保护海南省野生稻资源,2021年11月中国农业科学院作物科学研究所与海南省农业科学院粮食作物研究所联合开展了海南省野生稻调查、异位保护及白叶枯病抗性鉴定工作。本研究对海南省的11个县市的17个乡镇21个野生稻分布点进行考察,发现有9个分布点处于濒危状态,7个受到不同程度的破坏,仅2个野生稻保护区未受干扰和3个分布点受到轻微干扰。抢救性收集野生稻资源210份,统一保存于国家野生稻种质圃。同时,本研究使用毒性强、致病性广的白叶枯病菲律宾致病小种6(PXO99),采用人工接种的方式对本次考察收集的145份普通野生稻和47份药用野生稻进行白叶枯病抗性鉴定,最终筛选出5份高抗白叶枯病的野生稻种质资源,为水稻抗白叶枯病的研究和育种奠定了丰富的材料基础。

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20-30min;每朵颖花从开颖到闭颖历时70-100min,颖花开放历时10-20s,50-60s之后开始散粉,闭颖约需要1h。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。

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。

基于B/S结构海南普通野生稻资源数据库的构建

笔者在资源考察、记录和收集的基础上,建立了基于B/S结构的海南普通野生稻资源数据库管理系统。该系统以《野生稻种质资源描述规范和数据标准》为规范采集数据,将海南普通野生稻居群资源的表型数据、来源地、经纬度和水稻生产数据等有机结合,具备数据管理和用户查询功能。通过本系统可以全面了解库内各个普通野生稻居群种质的特征特性,为海南普通野生稻资源的科学管理与数据共享构建基础服务平台。

海南普通野生稻对水稻白叶枯病的抗性鉴定

白叶枯病严重危害水稻的生产,防治白叶枯病的工作刻不容缓。目前最有效的防治措施是培育具有抗性的水稻新品种。但是来源于栽培稻的抗病基因抗谱窄、数量有限,因此从野生稻中发掘抗白叶枯病基因,对培育具有广谱抗性的水稻新品种具有重要意义。本研究通过接种4个菲律宾白叶枯病菌小种对海南普通野生稻进行抗性鉴定,同时利用目前克隆的已知抗性基因设计分子标记进行PCR分析,检测了其中的抗白叶枯病基因。结果表明,来自海南不同地区的15个普通野生稻居群均表现出对白叶枯病菲律宾小种一定的抗性。功能标记检测结果发现,15个居群的普通野生稻中含有Xa1或其同源基因,但均不含有xa5、xa13抗病基因;7个居群能够扩增出Xa21抗病基因条带;Xa27抗病基因条带能够在另外7个居群中被扩增出。研究结果为发掘具有抗白叶枯病特性的海南普通野生稻材料提供了新的理论参考依据。