基本信息
- 项目名称：
- 两用核不育系水稻DNA的比较研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 对22个不育系4个片段比较发现，10个不育系的ORF100、ORF29-TrnCGCA大小与籼稻一致，其余与粳稻相同；rps16和TrnT UGU -TrnL UAA片段有4个特异位点，这些位点对不育系籼粳判断与前2个片段一致。比较育出组合，发现带有粳型血缘的不育系有优势。
- 详细介绍：
- 本作品以典型籼粳稻为对照，对湖南省部分两用核不育系叶绿体的ORF100、ORF29-TrnCGCA、rps16基因内含子和TrnTUGU-TrnLUAA转录间区进行比较。结果发现，株1S、陆18S、株77S、H628S、88S、白天鹭S、G0543S、G03S、1103S和W6154S的ORF100、ORF29-TrnCGCA片段大小与籼稻一致，其他材料与粳稻相同；叶绿体DNA碱基多态性较丰富的区域rps16基因内含子和TrnTUGU -TrnLUAA间区存在4个籼粳稻特异位点，这4个位点对两用不育系叶绿体籼粳属性的判断与ORF100、ORF29-TrnCGCA片段的结果一致。根据育出组合的数量和质量发现，带有粳型血缘细胞质的两用核不育系如准S、810S、、中心S、C185S和培矮64S等显现了一定的优势。结果认为，通过籼粳稻杂交选育具粳稻血缘的籼型不育系是提高杂交水稻产量的有效途径之一
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 比较分析湖南应用较广的两用核不育系的叶绿体DNA遗传多样性，筛选具粳稻血缘的籼型不育系。 以典型籼稻和粳稻的特异位点为标准，通过叶绿体特异引物对两用核不育系叶绿体DNA进行PCR扩增并测序，结合不育系的所配组合情况，分析不育系应用前景，并提出籼粳稻杂交选育具粳稻血缘的籼型不育系是提高杂交水稻产量的有效途径之一。
科学性、先进性及独特之处
- 叶绿体是植物进行光合作用的器官，叶绿体DNA相对核DNA保守，本文首次针对湖南省应用较广的两用核不育系进行叶绿体DNA多态性研究，揭示其遗传多样性的同时探讨籼粳血缘在杂交育种中的作用，为筛选优良亲本提供分子方面的理论依据。
应用价值和现实意义
- 长江流域应用广泛的两用核不育系主要是籼型不育系，培育出高产优质组合的不育系或多或少的带有粳型血缘，且细胞质对杂种优势有重要的影响。本文的结果表明，带有粳型血缘细胞质的两用核不育系在配组方面显现出一定的优势，同时认为通过籼粳稻交选育具粳稻血缘的籼型不育系是进一步提高杂交水稻产量的有效途径之一
学术论文摘要
- 本文过以典型籼稻和粳稻作对照，运用叶绿体特异引物对湖南省应用较广的部分两用核不育系叶绿体DNA进行比较研究；（方法）对两用核不育系进行叶绿体DNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA片段进行扩增及片段大小比较以及rps16基因内含子和TrnTUGU-TrnLUAA转录间区2个序列进行扩增、测序及序列比较；发现一部分水稻的叶绿体DNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA两片段的大小均与典型的籼稻一致，其他材料则与典型粳稻相同；叶绿体DNA碱基多态性较丰富的2个区域rps16基因内含子和TrnT UGU -TrnL UAA间区的4个籼粳稻特异位点对两用不育系叶绿体籼粳属性的判断与ORF100、ORF29-TrnCGCA片段的结果一致；根据育出组合的数量和质量，带有粳型血缘细胞质的两用核不育系如准S、810S、、中心S、C185S和培矮64S等显现了一定的优势，通过籼粳稻杂交选育具粳稻血缘的籼型不育系是提高杂交水稻产量的有效途径之一。
获奖情况
- 本文于2010年6月发表在国家级刊物《中国农学通报》
鉴定结果
- 真实
参考文献
- [1] Pan X G. 水稻杂种优势利用基础研究报告:Ⅳ.细胞质对杂种优势效应分析[J].江西农业科技,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.晚梗自然两用系的选育及应用初报[J]. 湖北农业科学, 1981，（7）：1-3 [4] 石明松.对光照长度敏感的隐性雄性不育水稻的发现与初步研究[J].中国农业科学，1985，13（2）：44-48 [5] 石明松，邓景扬.湖北光感核不育水稻的发现、鉴定及其利用途径[J].遗传学报，1986，13（2）：107-112 [6] 孙宗修，程式华. 杂交水稻育种：从三系、二系到一系[M].北京：中国农业科技出版社，1994，179-181
同类课题研究水平概述
- 水稻（Oryza sativa L.）是我国最主要粮食作物，提高水稻产量对我国粮食安全有重要意义，三系法杂交水稻为我国粮食生产作出了巨大贡献。但三系不育系的细胞质单一，来源较匮乏，受细胞质资源的约束，进一步提高三系杂交稻产量的潜力越来越小。因此现在开始着手研究两系法杂交水稻，并取得重大的成就。育种家一直努力并已经选育出了一批配合力强和杂种优势明显的两用核不育系，但由于选育亲本时主要依靠株叶形态和大量测交试验，缺乏其他有效的分析手段，因而导致大量的人力、物力和财力的浪费。 水稻叶绿体DNA（chloroplast DNA,cp DNA）上的ORF100被广泛采用作为籼粳叶绿体分型的标记，粳型cpDNA有一个69bp重复片段而籼稻cpDNA缺失，粳型cpDNA的扩增产物在电泳条带上落后于籼型cpDNA。据Shaw 等[11]的统计，rps16 (ribosomal protein S16，核糖体蛋白16亚基)基因的内含子和TrnTUGU-TrnLUAA（苏氨酸和亮氨酸转运RNA基因）转录间区这两个片段是植物cpDNA的碱基序列高变区。本文通过运用cpDNA的ORF100、ORF29-TrnCGCA间转录间区的片段长度和rps16内含子和TrnTUGU-TrnLUAA转录间区的序列分析湖南省22个两用核不育系叶绿体的分型，探讨籼粳血缘在杂交育种中的作用，为筛选优良亲本提供分子方面的理论依据。
