基本信息
- 項目名稱：
- 兩用核不育系水稻DNA的比較研究
- 來源：
- 第十二屆“挑戰杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 對22個不育系4個片段比較發現，10個不育系的ORF100、ORF29-TrnCGCA大小與秈稻一致，其余與粳稻相同；rps16和TrnT UGU -TrnL UAA片段有4個特異位點，這些位點對不育系秈粳判斷與前2個片段一致。比較育出組合，發現帶有粳型血緣的不育系有優勢。
- 詳細介紹：
- 本作品以典型秈粳稻為對照，對湖南省部分兩用核不育系葉綠體的ORF100、ORF29-TrnCGCA、rps16基因內含子和TrnTUGU-TrnLUAA轉錄間區進行比較。結果發現，株1S、陸18S、株77S、H628S、88S、白天鷺S、G0543S、G03S、1103S和W6154S的ORF100、ORF29-TrnCGCA片段大小與秈稻一致，其他材料與粳稻相同；葉綠體DNA堿基多態性較豐富的區域rps16基因內含子和TrnTUGU -TrnLUAA間區存在4個秈粳稻特異位點，這4個位點對兩用不育系葉綠體秈粳屬性的判斷與ORF100、ORF29-TrnCGCA片段的結果一致。根據育出組合的數量和質量發現，帶有粳型血緣細胞質的兩用核不育系如準S、810S、、中心S、C185S和培矮64S等顯現了一定的優勢。結果認為，通過秈粳稻雜交選育具粳稻血緣的秈型不育系是提高雜交水稻產量的有效途徑之一
作品專業信息
撰寫目的和基本思路
- 比較分析湖南應用較廣的兩用核不育系的葉綠體DNA遺傳多樣性，篩選具粳稻血緣的秈型不育系。 以典型秈稻和粳稻的特異位點為標準，通過葉綠體特異引物對兩用核不育系葉綠體DNA進行PCR擴增并測序，結合不育系的所配組合情況，分析不育系應用前景，并提出秈粳稻雜交選育具粳稻血緣的秈型不育系是提高雜交水稻產量的有效途徑之一。
科學性、先進性及獨特之處
- 葉綠體是植物進行光合作用的器官，葉綠體DNA相對核DNA保守，本文首次針對湖南省應用較廣的兩用核不育系進行葉綠體DNA多態性研究，揭示其遺傳多樣性的同時探討秈粳血緣在雜交育種中的作用，為篩選優良親本提供分子方面的理論依據。
應用價值和現實意義
- 長江流域應用廣泛的兩用核不育系主要是秈型不育系，培育出高產優質組合的不育系或多或少的帶有粳型血緣，且細胞質對雜種優勢有重要的影響。本文的結果表明，帶有粳型血緣細胞質的兩用核不育系在配組方面顯現出一定的優勢，同時認為通過秈粳稻交選育具粳稻血緣的秈型不育系是進一步提高雜交水稻產量的有效途徑之一
學術論文摘要
- 本文過以典型秈稻和粳稻作對照，運用葉綠體特異引物對湖南省應用較廣的部分兩用核不育系葉綠體DNA進行比較研究；（方法）對兩用核不育系進行葉綠體DNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA片段進行擴增及片段大小比較以及rps16基因內含子和TrnTUGU-TrnLUAA轉錄間區2個序列進行擴增、測序及序列比較；發現一部分水稻的葉綠體DNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA兩片段的大小均與典型的秈稻一致，其他材料則與典型粳稻相同；葉綠體DNA堿基多態性較豐富的2個區域rps16基因內含子和TrnT UGU -TrnL UAA間區的4個秈粳稻特異位點對兩用不育系葉綠體秈粳屬性的判斷與ORF100、ORF29-TrnCGCA片段的結果一致；根據育出組合的數量和質量，帶有粳型血緣細胞質的兩用核不育系如準S、810S、、中心S、C185S和培矮64S等顯現了一定的優勢，通過秈粳稻雜交選育具粳稻血緣的秈型不育系是提高雜交水稻產量的有效途徑之一。
獲獎情況
- 本文于2010年6月發表在國家級刊物《中國農學通報》
鑒定結果
- 真實
參考文獻
- [1] Pan X G. 水稻雜種優勢利用基礎研究報告:Ⅳ.細胞質對雜種優勢效應分析[J].江西農業科技,1982(2):9-12 [2] Ou L J, Huang G. W, Li W J, et al. Chloroplast DNA polymorphism in d ifferent types of cytoplasmic male sterile rice[J]. Biologia Plantarum, 2009, 53 (3): 593-596 [3] 石明松.晚梗自然兩用系的選育及應用初報[J]. 湖北農業科學, 1981，（7）：1-3 [4] 石明松.對光照長度敏感的隱性雄性不育水稻的發現與初步研究[J].中國農業科學，1985，13（2）：44-48 [5] 石明松，鄧景揚.湖北光感核不育水稻的發現、鑒定及其利用途徑[J].遺傳學報，1986，13（2）：107-112 [6] 孫宗修，程式華. 雜交水稻育種：從三系、二系到一系[M].北京：中國農業科技出版社，1994，179-181
同類課題研究水平概述
- 水稻（Oryza sativa L.）是我國最主要糧食作物，提高水稻產量對我國糧食安全有重要意義，三系法雜交水稻為我國糧食生產作出了巨大貢獻。但三系不育系的細胞質單一，來源較匱乏，受細胞質資源的約束，進一步提高三系雜交稻產量的潛力越來越小。因此現在開始著手研究兩系法雜交水稻，并取得重大的成就。育種家一直努力并已經選育出了一批配合力強和雜種優勢明顯的兩用核不育系，但由于選育親本時主要依靠株葉形態和大量測交試驗，缺乏其他有效的分析手段，因而導致大量的人力、物力和財力的浪費。 水稻葉綠體DNA（chloroplast DNA,cp DNA）上的ORF100被廣泛采用作為秈粳葉綠體分型的標記，粳型cpDNA有一個69bp重復片段而秈稻cpDNA缺失，粳型cpDNA的擴增產物在電泳條帶上落后于秈型cpDNA。據Shaw 等[11]的統計，rps16 (ribosomal protein S16，核糖體蛋白16亞基)基因的內含子和TrnTUGU-TrnLUAA（蘇氨酸和亮氨酸轉運RNA基因）轉錄間區這兩個片段是植物cpDNA的堿基序列高變區。本文通過運用cpDNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA間轉錄間區的片段長度和rps16內含子和TrnTUGU-TrnLUAA轉錄間區的序列分析湖南省22個兩用核不育系葉綠體的分型，探討秈粳血緣在雜交育種中的作用，為篩選優良親本提供分子方面的理論依據。
