下载文档原格式
水稻是我国主要的粮食作物,我国三分之二以上的人口以水稻为主食。
在过去的40多年里,水稻杂种优势利用为我国的粮食安全作出了重要贡献。
水稻是自花授粉作物,其颖花多且小,无法通过人工去雄的方法生产杂交种。
水稻利用杂种优势唯一可行的途径就是利用雄性不育系做母本与恢复系杂交生产杂交种。
利用雄性不育系可以省去繁杂的人工去雄程序,提高杂交制种的效率和杂交种子的产量。
雄性不育(male sterility)是指植物在有性繁殖过程中雄蕊发育不正常,不能产生正常可育的花粉,正常情况下不能自交受精结实;而雌蕊发育正常,能接受正常可育花粉并受精结实;雄性不育现象在植物中普遍存在,自1763年德国植物学家约瑟夫戈特利布克(JosephDOI:10.16605/ki.1007-7847.2021.08.0202水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用梁满中,王锋,殷小林,肖翡翠,张聪枝,高琴梅,刘伟浩,胡舒畅,陈良碧*(湖南师范大学生命科学学院作物不育资源创新与利用湖南省重点实验室,中国湖南长沙410081)摘要:雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用。
我国水稻杂种优势的利用经历了“三系法”“两系法”和“第三代”杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展。
本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育系在水稻杂种优势利用的发展前景,以期为我国杂交水稻的创新发展提供参考。
关键词:水稻;雄性不育;细胞质雄性不育;两用核不育;育性;杂种优势中图分类号:Q955文献标识码:A文章编号:1007-7847(2021)05-0377-09Male Sterility of Rice and Its Utilization in HeterosisLIANG Man-zhong,WANG Feng,YIN Xiao-lin,XIAO Fei-cui,ZHANG Cong-zhi,GAO Qin-mei,LIU Wei-hao,HU Shu-chang,CHEN Liang-bi *(Hunan Province Key Laboratory of Crop Sterile Germplasm Resource Innovation and Application ,College of Life Sciences ,Hunan Normal University ,Changsha 410081,Hunan ,China )Abstract:Male sterility is a common phenomenon in plants.Male sterile lines play an important role in the utilization of heterosis in rice.The utilization of rice heterosis in China has experienced the development process of “three-line method ”,“two-line method ”and “third generation ”hybrid rice.The essence of this process is the development of rice male sterile lines seed production technology.This paper reviewed the re-search progress of cytoplasmic male sterile lines,dual-purpose genic male sterile lines and recessive genic male sterile lines in the utilization of heterosis in rice in China.It also described the prospect of male sterile lines in hope of providing a reference for innovative development of hybrid rice in China.Key words:Rice (Oryza sativa L.);male sterility;cytoplasmic male sterile;dual purpose genic male sterile;fertility;heterosis（Life Science Research ，2021，25（5）：377~385）收稿日期:2021-08-23;修回日期:2021-10-06基金项目:湖南省重点研发计划项目(2016JC2023);国家科技重大专项资助项目(2016yFD0101107)作者简介:梁满中(1962—),男,湖南溆浦人,湖南师范大学教授,博士,主要从事水稻杂种优势利用研究;*陈良碧(1955—),男,湖南沅陵人,湖南师范大学教授,博士生导师,主要从事植物发育研究与分子生物学研究,E-mail:*******************。
水稻栽培育种的种质资源水稻是人类历史上最重要的农作物之一，它是全球粮食消费的主要来源。
第一个经济高产的水稻品种“杂交水稻”在中国被发明，从此水稻的全球产量呈现爆发式增长。
这一切离不开水稻栽培育种的种质资源。
本文将探讨水稻栽培育种中的种质资源，包括水稻种质资源种类、起源、特征以及在栽培育种中的应用。
一、水稻种质资源种类及其起源水稻种质资源是指水稻中天然存在的潜在生物学多样性，包括不同类型的基因型、生理和形态类型。
现已有超过13万份水稻种质资源被收集并储存，其中大部分来自亚洲和非洲。
这些种质资源可以分为种玉米某2021的几类，包括:1. 普通稻：常见于亚洲和非洲，一般需要泥涂田，密植，生长期较长。
2. 粳稻：生长期短，一年可以做两季，适合在中国和日本等地种植。
3. 糯稻：粘性大，口感好，主要分布在东南亚、南亚、南部中国和非洲的热带和亚热带地区。
4. 野生稻：野生稻是水稻家族其他野生物种的近缘杂交体，是半野生水稻。
野生稻具有抗性、耐盐、耐旱、耐病、粮食品质、活力等重要特性，因此被广泛应用于水稻育种。
以上四类水稻种质资源在种质特性和适应性上存在巨大差异，是水稻栽培育种研究中不可或缺的种质资源。
二、水稻种质资源的特征及应用水稻种质资源具有以下特征：1. 生长期、生理和形态特征不同：不同的水稻种质资源生长速度、叶形、茎高、灌浆期长短等特点不同。
2. 抗逆性和耐胁迫性较强：野生稻和其它特殊类型的水稻种质资源具有一定的耐旱、耐盐碱、耐虫害、抗病毒、抗癌、抗致癌等特性，已经成为抗逆性育种的重要种质资源。
3. 遗传多样性丰富：水稻种质资源的遗传多样性也非常丰富，水稻杂交所需要的千万级别的种质资源就来自于水稻的这种丰富多样的遗传多样性。
水稻种质资源在水稻育种中的应用范围广泛。
它们可以提供抗虫害水稻、抗病毒水稻、耐盐碱水稻、抗旱水稻、重度疫苗水稻、红色稻、黑色稻等新品种的育成线索，为育种培育提供重要的基础材料。
三、水稻种质资源保护与利用随着社会的发展，农地和生态环境的持续恶化，水稻种质资源保护和利用变得越来越重要。
江西农业学报2010，22(8)：81—84A c t a A gr i cul t ur ae J i an铲i普通野生稻杂交后代抗白叶枯病鉴定筛选殷富有，李维蛟，郭怡卿，张敦宇，黄兴奇，程在全+(云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，云南昆明650223)摘要：为了从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料，拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础，达到控制水稻白叶枯病的目的，对合系35与元江普通野生稻远缘杂交后代不同世代的不同株系材料分年度进行了抗白叶枯病能力的鉴定和分析，并调查了后代材料对水稻白叶枯病的抗病能力，获得了一批高抗和中抗材料．为今后定位高抗白叶枯病基因以及水稻抗病育种提供了依据。
关键词：元江普通野生稻；杂交后代；抗白叶枯病；鉴定中图分类号：$332．2文献标识码：A文章编号：1001—8581(2010)08—0081—04l dent i f i cat i on and Scr e eni ng of R e si st a nc e t o R i ce B a ct er i al B l i ght i nC om m on W nd R i ce H ybr i d O f f spr i ngY I N Fu—you，L I W ei—j i a o，G U O Y i—qi ng，Z H A N G D un—yu，H U A N G X i ng—qi，C H E N G Z ai—quan’(Ins t it ute of B i ot echnol ogy a nd G er m p l as m R e sour c es，Y ur m a n A c ade m y of A gr i cu l t ur al S c i e nc es，K unm i ng650223，Chi na)A b st r act：I n or der t o e x pl o i t excel l ent w il d r i ce r es ou r ces r es i s tant t o r i ce bact eri al bl i s ht(X a m hom onas or yz a e pv．or y zae)a nd a tt a in t he pur pose of contr ol l i ng r i ce bact eri al bl i ght，w e i d e nti f i ed and i nves t i gat ed t he r esi s t an ce t o r i ce bact eri al bli gh t of dif f erent l ines i n dif f erent gener at i ons of“H exi35X Y u肌j i a ng co m／／l o n w i ld r i ce”o f f s p r i ng i n dif f erent year s，and obt ai ned som e ri c e m at er i al s w i t h m i d dl e o r hi【gh r esi s t an ce t o r i ce bact eri al bl i ght，w hi ch w i l l pr ovi d e bas i s for t he m appi ng of t he gen e hi ghl y—r es i s t ant t o r i ce bacter i al bli ght a nd r i ce di．s e as e—re si s ta n t br eedi ng i n t he fut ure．K e y w ords：Y uanj i ang com m on w il d r i ce；Hybr i d of f spr i ng；R esi st ance t o r i ce bact eri al bl ight；I dent i f icat ion水稻白叶枯病(X ant hom onas or yzoe．pv．oryzae)最早于1884年在日本福冈县发现…，是仅次于稻瘟病的第二大水稻病害，现已在亚洲、非洲、美洲和澳大利亚等地发生¨。
海南普通野生稻OrERF1的克隆和表达分析干旱、低温和高盐等非生物胁迫严重影响植物生长发育和作物产量。
在长期的进化过程中植物已在分子、细胞和系统水平上进化出了一套复杂的调控机制来感受并响应各种外界刺激，转录因子调节下游基因的表达来应答环境变化是这一调控机制的重要环节。
AP2/ERF（apetala2/ethy-lene response factor）家族转录因子含有60～70个氨基酸组成的高度保守AP2结合域，是植物中最大的转录因子之一，通过调节下游基因的表达广泛参与植物的生长发育、激素应答及对生物和非生物胁迫的响应。
目前AP2/ERF转录因子已在拟南芥、水稻、玉米、大豆、西红柿、黄瓜等多种植物中得到鉴定。
根据DNA结合元件的不同，可将AP2/ERF 转录因子分为AP2、ERF、DREB（dehydration-responsive element-binding protein）和RA V（related to ABI3/VPl）4个亚家族，ERF家族是AP2/ERF转录因子大家族的一个主要亚家族，在调节植物对生物和非生物逆境反应中发挥重要作用。
普通野生稻（Oryza rufipogon，Griff）是亚洲栽培稻的祖先，能够长期生长在各种恶劣的自然条件下，具有很强的抗逆特性，是水稻抗逆育种重要的遗传资源。
海南普通野生稻最原始，遗传多样性最高，具有很高的开发利用价值。
在先前的研究中，筛选获得一批抗逆性较强的海南普通野生稻材料，能够长期在干旱、低温和贫瘠等条件下健康生长。
为了进一步了解海南普通野生稻的抗旱机理，对干旱条件下差异表达基因进行了分析，并筛选获得了一个编码AP2/ERF转录因子的基因片段（结果未显示），本文在此基础上对该基因进行克隆和表达分析，为揭示该基因的功能奠定基础。
1材料和方法1.1材料将收集的普通野生稻（Oryza rufipogon Griff）种子置于50℃烘箱中干燥48h，打破休眠，用1%的HgCl2消毒10min，清水冲洗4～5次。
野生稻种质资源分布曹永生，张贤珍，龚高法，等(中国主要农作物种质资源地理分布图集.北京：中国农业出版社，1995. 63-64) 世界上公认的野生稻至少有20个种，中国已发现3种野生稻，即普通野生稻（O-ryza rufipogon Griff.）、药用野生稻（O.officinalis Wall.）和疣粒野生稻（O.meyeriana Baill）。
由于普通野生稻和普通栽培稻均有AA型染色体组，其亲缘关系相对较近，杂交可育，故在水稻育种中的利用较其他野生稻更为广泛。
中国野生稻分布于福建、江西、湖南、台湾、广东、广西、云南、海南八个省（自治区）（表2-2、图29和图30）。
表2-2 野生稻种资源分省统计表Table 2-2 Statistical table of wild rice germplasm from various provinces图列说明:种质资源分布图用园点的大小来表示一个行政区域(市或县)内作物种质资源的份数;种质资源密度分布图用密度来表示 1 X 1经纬网格区域内作物种质资源的份数.中国野生稻分布南自海南省崖县（18º09´N），北至江西省东乡县（28º14´N），东自台湾省桃园（121º15´E），西至云南省盈江县（97º56´E），南北约跨10个纬度，东西约跨23个经度。
但主要分布于25ºN以南地区，约占总份数的93%以上。
中国野生稻的分布现状与生物学特性、历史演变、人类活动及地理环境等有密切关系。
中国野生稻属于喜温、喜湿的多年生宿根越冬植物，适宜于温暖多雨的气候。
因此，雨量和温度，特别是冬季低温成为其分布的重要限制因子。
所以现代野生稻分布地点的95%以上都位于年平均气温20℃，1月平均最低气温6℃以上的雨量充沛地区。
在历史上，公元11世纪以前气候较今温暖，野生稻种质资源曾广泛分布于长江流域，其北界大约自长江上游渠州（四川）、经中游的襄阳、江陵至下游太湖地区的浙江北部、苏南地区。
