稻种资源、起源、演化和染色体组.ppt

第二部分 稻种资源及染色体组,一、稻种资源的种类及遗传多样性,目前全球公认的稻属有19个野生种和2个栽培种。禾本科中最重要的属之一。 我国原产的野生稻种只有3个。但我国收集和保存的野生稻种资源最多（4665份），其中普通野生稻约4000份。,（一）、野生稻种资源,我国野生稻的类型： 普通野生稻 Oryza rufipogon Griff. 疣粒野生稻 Oryza meyeriana (Zoll.et Merr. ex Steud 药用野生稻 Oryza officinalis (Wall. ex Watt),普通野生稻是世界上分布最广的稻属野生种。 1917年在广东发现普通野生稻。喜温、喜湿、喜光的多年生沼泽植物，分布较广。 具有雄性不育细胞质、优良外观品质和杂种优势相关联的基因等。,1926年在台湾发现疣粒野生稻。旱生但不宜阳光直射的植物。疣粒野生稻高抗细菌性条斑病，对白叶枯病抗性为0级，接近免疫，中抗稻瘟病。,O. meyeriana,1949年在云南发现药用野生稻(Oryza officinalis Wall )。喜温湿，宜阴凉。高抗褐稻虱，抗白叶枯病,O. officinalis,我国引进的稻种资源,（二）、栽培稻的起源,亚洲栽培稻起源的三个学说,非洲栽培稻的起源,（三）、亚洲栽培稻的演化,1、籼粳分化 籼粳亚种间存在一定程度的生殖隔离。籼粳属性的鉴别，是水稻育种研究，特别是亚种间杂种优势利用研究中的重要内容之一。 籼稻：是亚洲栽培稻的基本型，适于热带、亚热带和温带生长，稃毛较长、较多，酚反应呈黑色，易落粒，谷粒较长。 粳稻：是亚洲栽培稻的次生型，耐寒性较强，稃毛较短、较少，酚反应不变色，不易落粒，谷粒较短。,DNA标记研究也表明 亚洲栽培稻的籼粳分化。,籼稻,粳稻,2、早、中、晚稻的分化 主要是对日照长度反应的差异为依据。 早稻：感光性极弱，华南及华中的早稻对日照的长短反应不敏感，甚至无反应，温度达到要求，即可孕穗扬花。 单季稻（中稻）：感光性弱，基本营养生长性强。 晚稻：感光性强，华南和华中一带原有的单季稻或连作晚稻对日照长度极为敏感。这一点与华南的普通野生稻类似， 因此，晚稻被认为是从野生稻驯化而来的基本型，而早、中稻则是从基本型的晚稻分化出来的变异类型。,中国水稻品种熟期分类 全国性熟期 播种期 抽穗期 早熟 6月下旬 早稻 中熟 7月上旬 晚熟 7月中旬 早熟 7月下旬 中稻 中熟 4月1822日 8月上旬 晚熟 8月中旬 早熟 8月下旬至9月中旬 晚稻 中熟 9月下旬至10月中旬 晚熟 10月中旬以后,因此 早稻：在我国双季稻地区早季种植，生育期较短，对光照长度反应不敏感，对温度反应较敏感。 中稻：在我国双季稻地区作单季种植，也称单季稻，生育期较长，对光照和温度反应不敏感，基本营养生长性强。 晚稻：在我国双季稻地区晚季种植，对光照长度反应敏感，后期耐寒性较强。,3、水、陆稻的分化 普通野生稻生长在淹水的沼泽地区，因此，水稻是栽培稻的基本型，而陆稻则是适应于缺乏淹水条件下的生态变异类型。全世界大约有1/6的稻田种植陆稻，主要分布在亚洲、非洲和拉丁美洲，其中非洲和拉丁美洲75%的稻区种植陆稻，产量不高。中国的陆稻约1000万亩，占稻作总面积的2%。,4、粘、糯稻的分化 籼稻和粳稻的胚乳都有糯性与非糯性之分。化学成分分析表明，糯稻胚乳只含支链淀粉而不含直链淀粉，或直链淀粉很少（不超过2%）。一般粳稻淀粉含量为12%20%，而籼稻为14%30%。,综上所述: 1）籼、粳稻主要是因栽培地带温度高低不同而分化形成的气候生态型； 2）水、陆稻是由于稻田土水分多少不同而形成的土地生态型。 3）早、晚稻是因栽培季节的日长不同而形成的季节生态型； 4）粘、糯稻是直链淀粉含量的多少的不同而形成的品质分化型。,栽培稻系统分类,1、野生稻种资源的保存 方式主要有三种：原位保存（in-situ conservatio 或on-site maintenance)、异位保存（ex-site conservation或off-site maintenance)和离体保存。(in vitro maintenance)。 原位保存：在野生稻原始生态环境下，采用一定的设 施，人为地就地保存和保护野生稻种资。费用高难度大。 异位保存：将野生稻搬到新的地点进行种植保存的方式。 离体保存：采集种子和植株部分在人工控制条件下保存 种质。,（四）、稻种资源的研究利用,2、野生稻种质资源的研究 对稻属种间遗传关系的研究是稻种资源利用的基 础。研究表明：在中国稻属中，栽培稻与普通野生稻 的亲缘关系最近，与疣粒野生稻最远。 具有丰富的有利基因，如抗病，虫，旱，涝，冷， 优质，不育基因和杂种优势相关基因等。抗稻瘟病， 白叶枯病，纹枯病，细菌性条斑病，褐稻虱和稻瘿蚊 等。,早在20世纪初就开始了杂交转育工作，如1926-1933年，野生稻与栽培稻杂交育成中山1号，表现省肥、抗性好、米质优等特性。 1970年10月，李必湖等在海南发现花粉败育的普通野生稻（简称“野败”），1972年育成了籼型细胞质雄性不育系和保持系。 1973年成功地配制了第一批杂交稻组合。 80年代以后，利用普通野生稻先后育成多个优良品种，如竹野、粤野占2号、粤野占5号等，目前在基因工程中应用的也十分广泛。,Broadening gene pool of parental lines of hybrid rice CMS diversification and enhancing out crossing Introgression of favorable wild species alleles: enhancing yield of parental lines Identification of heterotic gene blocks/ chromosome regions Identification of heterotic combinations involving crosses with alien introgression lines Enhancing genetic diversity using distant hybridization- pollen tube pathway (?) Exploring possibility to develop one line system (apomixis),国际水稻研究所目前对野生稻的研究与应用,IRRI种质资源库,二、水稻的染色体（包括遗传连锁图）,（一）、稻属植物以及染色体组,比较公认的分类是有4个相似群和2个独立的种。染色体组有A、B、C、D、E、F、 G、H、J、K等10种类型。,栽培稻的染色体组,水稻基因组染色体 图示染色体图片由“基因中心”提供,水稻染色体很小，形态结构缺少标志，比较难研