基因互作及基因条件互作对栽育稻种间杂种不育之影响研究

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1、基因互作及基因条件互作对栽育稻种间杂种不育之影响研究1前言稻是世界上重要的粮食作物，在全球粮食生产和消费中占有举足轻重的地位。全球约有一半的人口以稻米为主食。进入21世纪以来，人口、资源和环境与粮食生产的矛盾越来越突出。据联合国人口基金报道2011年10月31日世界人口突破了70亿，并且预测将于本世纪末突破100亿[1],人口的急剧增加给粮食生产带来了巨大的压力。于此同时，研究报道近100年以来（1906-2005)地表平均温度升高了0.74°C，预计21世纪末仍将上升1.1-6.4°C[2]。全球气候变暖导致的极端天气和频繁的气候事件，以及农业资源包括耕地面积、淡水资源和

2、农业劳动力人口的减少，严重威胁着稻等主要粮食作物的生产和发展。因此，提高稻谷产量，改进稻米的遗传品质是解决粮食生产安全问题的重点。杂交育种是当今水稻育种的主要方法之一实现育种技术的创新，培育新品种是当务之急。由于近年来改良品种的广泛应用和育种者对亲本的偏好，短期内对水稻的产量、抗性和品质有了很大的提高，但却使得稻的基因库变得越来越单一，新的有利基因及其组合出现的可能性也越来越小，导致稻的遗传基础狭窄和遗传脆弱性问题日渐突出[4]。为了丰富稻的遗传基础，突破育种面临的瓶颈效应，发掘稻属中其他种的遗传多样性，引入新的有利基因是一条较为有效的途径。1.1稻属植物的分类和利用1.1.1稻属植物的分

3、类稻属(OryzaL.)隶属于禾本科（Gramineae或Poaceae)，广泛分布于世界各地的热带及亚热带地区。Prodoehl于1922年发表了稻属分类专著，他认为稻属共分为17个种[5]。随后多位学者在此基础上对稻属的分类和种的命名陆续做出了修改和总结，至今仍没有达成统一的分类意见，但是一般看来，认为稻属应分为5个相似群和至少24个种（表1.1)。其中包括2个栽培种sativa和0.glaberrima)和22个野生种，含有AA、BB、CC、BBCC、CCDD、EE、GG、HHJJ.FF和HHKK等10个染色体组。1.1.2非洲栽培稻是亚洲栽培稻改良的有利基因库在稻属的24个种中，用

4、于生产稻谷的栽培稻有两个，一个是起源于亚洲并在全世界广泛栽培的亚洲栽培稻〔Oryzasativa)一个是起源于西非仅在非洲少量种植的非洲栽培稻⑷.ghberrima)。非洲栽培稻与亚洲栽培稻同属于AA基因组，但起源是独立而平行的。经过人类长期的选择驯化，非洲栽培稻聚集了许多适用于人类栽培的优良特性。另外非洲栽培稻对非洲黄斑驳病毒病、稻痕病、线虫n3]、绿叶婢[14]的抗性及对酸性土、铁毒、干旱的耐性和旺盛的营养生长势等是很值得幵发利用的有利性状[I5]。而且，来自非洲栽培稻的产量性状有利基因（等位基因）或QTL也可用于培育高产的亚洲栽培稻新品种此外，非洲栽培稻稻米蛋白质含量高达15%，育种

5、学家希望将高蛋白的非洲栽培稻与高产量的亚洲栽培稻杂交，期望提高亚洲栽培稻的蛋白质含量[15]。这些非洲栽培稻的有利性状（基因）都可以引入到亚洲栽培稻中，以获得较多的遗传变异，极大地丰富亚洲栽培稻的遗传基础。徐鹏等指出，非洲栽培稻应是亚洲栽培稻远缘杂交育种的首选物种[18]。西非稻作发展协会（Ls作为对照。生长斯间做常规田间肥水管理。分别于2011年2月初和2011年8月底移栽完毕，返青后每株取叶片做好编号，放置于-20°C冰箱待用于提取DNA。于3-4月和10-11月抽穗时期每株调查花粉育性，4月底和11月底灌装后期每株调查小穗育性。2.2三亚气候条件三亚全市面积1919.21平方

6、公里，地处海南岛最南端，位于北绎18。09'34''-18°37'27〃、东经108°56'30''-109°48'28之间，属热带海洋季风气候。2010年冬稻季节（2011年1-6月）抽穗期（4-5月）平均最高温度31.rC，平均最低温度24.5°C，日均光照时间12.5h，平均日降水量3mm，平均相对湿度88.8%;2011年晚稻季节（2011年8-12月）抽穗期（10-11月）平均最高温度29.5°C，平均最低温度23.6°C，日均光照时间10.%，平均日降水量4mm,平均

7、相对湿度88.3%。用于PCR扩增的样品模板DNA必须矫正在同一浓度范围内。本实验采用与标准样品浓度比较的方法进行校正。在用0.8%的琼脂糖电泳时，在每条泳道的顶端附近可以看到一条包含大约40-600kb大小的DNA带，通过比较标准DNA带的亮度，可以粗略估计出某个样本DNA的浓度，然后用无菌去离子水将样品DNA的浓度调整到大约10ng/ul。3结果与分析............27-393.1DJY-1和NILs的基因