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药用野生稻(Oryza officeinalis Wall)是我国境内分布的三种野生稻之一,基因组为CC,它拥有水稻育种重要的优异基因,如抗褐飞虱、白背飞虱、白叶枯病、高蛋白基因等。本研究采用对褐飞虱广谱高抗的广西药用野生稻与栽培稻杂交回交,结合胚拯救技术,利用外源DNA导入技术对药用野生稻有利基因导入栽培稻进行研究;另外利用SSR分子标记对抗性基因进行定位,研究的主要结果如下:
1.药用野生稻与栽培稻SSR位点多态性概率达90%左右,表明两者的亲缘关系远,遗传多样性高。F1和BC1F1单株的SSR分析结果表明,两个世代同一标记所检测到的带型基本没有变化,从分子水平说明了BC1F1与F1大多数性状相同,而没有发生疯狂分离的原因;另外结果表明,所得F1和BC1F1植株是以栽培稻为遗传背景下药用野生稻片段的渗入,而非整条染色体的附加。
2.采用花粉管通道法将药用野生稻总DNA导入栽培稻中,从D1代中得到4株有供体性状的变异株;经同工酶分析,变异株中有受体的全部酶带和供体的部分酶带,另外还出现了供、受体都没有的酶带,可能是由于供体DNA片段的插入,基因组内部结构的重排而间接影响基因的表达。
3.本课题组前期已鉴定药用野生稻“YD-2”含有一对显性的抗褐飞虱基因。本研究利用“YD-2”与“软瘿”杂交回交通过胚拯救获得的BC2F1群体的83株高感个体为作图群体。选择覆盖水稻全基因组的403对SSR标记,运用分离集团分析法(BSA)和隐性群体分析法(RCA)对抗褐飞虱基因位点进行分析,发现在第三条染色体上的三个标记RM545、RM5639和RM14820与抗性基因连锁,其与抗稻褐飞虱基因的遗传距离分别为8.52cM、9.76cM、18.93cM。因而将此抗性基因位点初步定位在水稻第3条染色体上RM545与RM5639两标记间的18.28cM的区域内。
本研究利用远缘杂交结合胚拯救的方法可以将药用野生稻的有利基因转入栽培稻,同时采用花粉管通道法成功将药用野生稻性状转入栽培稻,在丰富稻种资源同时,也为外源DNA导入技术进一步提供了证据;而对药用野生稻中抗褐飞虱基因的定位,将为今后的分子辅助育种及抗性基因的进一步精细定位和克隆打下基础。