论文部分内容阅读
野生稻具有丰富的遗传资源，蕴藏着栽培稻进化演变过程中丢失的许多优异基因。我国有三种野生稻：普通野生稻(OryzarufipogonGriff.)、药用野生稻(OryzaOfficinalisWallexWatt)和疣粒野生稻(OryzamcyerianaBaill.)。海南是我国具有这三种野生稻的两个省份之一，并且野生稻资源分布广泛，遗传多样性丰富。然而，近年来由于经济开发步伐加快，人类活动加剧，导致野生稻的栖息环境日益恶化；加之，随着基因工程技术的迅速发展，转基因水稻品种不断问世，其中大部分转基因水稻材料是在海南南繁育种的，这对海南野生稻，特别是普通野生稻的保护加大了难度。另外，转基因作物外源基因飘移的事件在国外相续被报道，中国政府对转基因作物的释放一直保持非常谨慎的态度，把转基因的生物安全和野生资源的保护放在首位。
介于以上国内外情况下，本研究旨在通过对海南普通野生稻的开花习性、种子休眠、与转基因水稻杂交亲和性的研究，来评价转基因水稻外源基因对普通野生稻的飘移风险，提出保护海南普通野生稻的策略；另外，由于对海南普通野生稻的遗传资源还不是很清楚，我国已将三种野生稻均列为国家二级保护植物，这就急需将现存的野生稻资源从形态到分子彻底弄清楚。因此，本研究借助RAPD分子标记，对海南普通野生稻进行鉴定；借助进化速度比较快的rDNA-ITS序列信息对海南普通野生稻进行系统学分析。
实验结果：
(1)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，闭颖需要约1h。花时与风速呈负相关，与温度呈正相关。单株可育率大于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。
(2)从不同材料发芽率来看，除了万宁、文昌两个材料因本身原因外，总体趋势是向上的，说明GMO种子在四种条件下发芽情况都好于其他材料；从不同发芽处理来看，自然条件5天发芽大部分处于下层，说明各个材料在这种处理下发芽还不能说明整体发芽趋势，而15天自然发芽一直占据比较高的位置，说明各材料在这种处理下总发芽情况要好于在其他条件下，进一步说明在变温比较大的自然条件下对种子的萌发是有利的；除万宁、文昌两个材料之外，基因漂移实验材料四个处理发芽率比较集中，说明PY材料发芽率不太受环境的影响，种子也基本打破休眠。
(3)荧光显微结果表明，转基因水稻花粉粒在三亚居群柱头上萌发相对较快，其次是儋州、文昌。杂交后5.5h与3.5h变化情况不大，说明受精前过程主要发生在3.5h之内。杂交2h后花粉管即可达到花柱基部，3.5h后花粉管已到达珠孔，且到达三亚居群珠孔内花粉管数目要比到达儋州、文昌居群的多。
(4)RAPD技术对各居群野生稻分析结果表面：从供试材料中筛选出具有多态性的RAPD引物13条，共扩增出155条带，其中多态性条带120条，多态性条带比率(PPB)值为77.42％。UPGMA聚类结果表明：海南主要普通野生稻之间遗传关系较复杂、差异显著，并将海南主要普通野生稻资源划分为5个小类群，可以很好地将海南本地野生稻与收集保存的野生稻鉴别开。
(5)运用PAUP4.0等软件，以转bar基因粳稻(O.sativassp.japonica)Y003为外类群，对海南主要普通野生稻(Oryzarufipogon)核糖体基因(nrDNA)的内转录间隔区(ITS)全序列信息进行比较分析，结果表明：ITS全长为586bp-589bp，其中ITS1为193bp-195bp，共有20个变异位点，G/C含量为72.02％-74.74％；ITS2为229bp-231bp，共有12个变异位点，G/C含量为75.55％-76.08％；离栽培稻越近的类群G/C含量越高。所有材料5.8SrDNA序列完全一致，全长164bp，G/C占97bp，含量为59.15％。各类群间ITS序列信息较丰富，且显示ITS1比ITS2进化速度要快。据此，利用ITS差异信息序列进行聚类分析为不同居群的普通野生稻的系统分析提供了分子依据。
这些实验结果对海南普通野生稻的基础研究及保护与利用具有参考价值。