水稻種間、亞種間和品種間雜交揭示雜草稻的起源和進(jìn)化.pdf

1、雜草稻（Oryza sativa f.spontanea）是指稻田或可耕地周邊生長的類似雜草并兼有野生稻和栽培稻特性的稻屬植株或群體。雜草稻長期自然生長繁衍，農(nóng)藝性狀及生物學(xué)特性表現(xiàn)多樣，一般植株較高、分蘗力強(qiáng)，且具有早熟、易落粒、種子休眠性強(qiáng)等野生習(xí)性，因其果皮多為紅色，又被稱為紅稻。雜草稻通常具有較強(qiáng)的抗逆性特性，例如耐低溫、耐旱、抗病耐鹽堿脅迫等。這些優(yōu)良的抗逆性特征使雜草稻更加適應(yīng)野外生長、繁殖，使其與栽培稻的競爭中長期處于優(yōu)勢

2、地位。目前，雜草稻已成為世界上溫帶地區(qū)一些種植水稻國家危害最嚴(yán)重的一種雜草。迄今對(duì)雜草稻的發(fā)生和進(jìn)化尚有很多的爭論和假說。本研究旨在通過水稻種間、亞種間和品種間的雜交，在套袋隔離和自然受粉兩種條件下對(duì)其雜交親本主要農(nóng)藝性狀類型及雜交后代群體中雜草稻發(fā)生頻率、類型及主要特征以及雜草稻的發(fā)生趨勢進(jìn)行調(diào)查分析，直接驗(yàn)證和重演雜草稻起源的主要路徑；同時(shí)，利用SSR、SSILP、InDel和紅色果皮Rc基因標(biāo)記對(duì)栽培稻親本及其雜交后代群體進(jìn)行遺傳

3、組分的分析，揭示雜草稻產(chǎn)生的途徑及其根源，為雜草稻的防控和利用提供參考依據(jù)。研究結(jié)果如下：
　　1、供試雜交親本的主要農(nóng)藝性狀，栽培稻主要特征為：稻谷穎殼黃色、果皮白色、無芒、緊穗和難落粒；而野生稻、雜草稻的主要特征為：穎殼褐色或金色，果皮紅色，散穗，易落粒，中長芒或無芒。
　　2、栽培稻雜交親本的秈粳類型在形態(tài)分類和分子標(biāo)記上結(jié)果均一致。利用SSR、SSILP和InDel分子標(biāo)記計(jì)算雜交親本秈粳組分，9311和日本晴檢測位

4、點(diǎn)的秈粳分化基本一致，即遺傳上為同質(zhì)；然而，部分秈稻和粳稻各位點(diǎn)的秈粳分化程度不盡一致，如秈稻品種滇屯502、云恢290、明恢63、桂朝2號(hào)、毫木細(xì)等品種中含有不同程度的粳稻組分，粳稻品種安山稻中含有一定的秈稻組分，即遺傳上為異質(zhì)。
　　3、栽培稻與其近緣野生種雜交，在其F2代群體中比較容易發(fā)生類似雜草稻的單株；雜交組合中雜草稻出現(xiàn)頻率的大小依次為：雜草稻或野生稻/粳稻(44.16％)＞雜草稻或野生稻/秈稻(27.84％)＞秈稻/

5、粳稻(4.17％)＞秈稻/秈稻(1.26％)＞粳稻/粳稻(0％)。
　　4、栽培稻亞種間和品種間特定親本雜交組合(7個(gè)秈/粳、4個(gè)秈/秈)的后代中均可分離出類似雜草稻的植株，其頻率為秈/粳＞秈/秈；秈粳交或秈秈交F2-F4代群體中產(chǎn)生類似雜草稻植株的頻率隨世代增加呈現(xiàn)遞增趨勢(F2最低為1.26％, F4最高為15.35％)，這與雙親的遺傳背景有密切關(guān)系，即秈、粳亞種的遺傳背景差距越大，其雜交組合后代中產(chǎn)生雜草稻的機(jī)率越高。

6、>　　5、秈/粳交組合安山稻/9311 F3代分離群體中類似雜草稻的植株以秈型為主(占52.8％)；韓國粳稻品種安山稻在秈粳組合中不論作母本或父本，雜交后代都易產(chǎn)生類似雜草稻單株，這可能與其秈粳組分遺傳異質(zhì)性較高有關(guān)。粳/粳組合后代中未鑒定出類似雜草稻的植株，預(yù)示粳稻品種間雜交可能不易產(chǎn)生雜草稻。
　　6、栽培稻雜交親本均未攜帶紅色果皮Rc基因，為rc純合（Rc基因有14bp缺失）；秈/粳交組合安山稻/9311 F3代分離群體中出