贵州地方水稻广亲和资源筛选.pdf
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1、西南农业学报2144Southwest China Journal of Agricultural Sciences引用格式:吴朝昕,张习春,龙武华,朱速松贵州地方水稻广亲和资源筛选J.西南农业学报,2 0 2 3,36(10):2 144-2 150.Wu C X,Zhang X C,Long W H,Zhu S S.Screening of wide-compatibility resources of local rice in GuizhouJJ.Southwest China Journal of AgriculturalSciences,2023,36(10):2144-2150.
2、D01:10.16213/ki.scjas.2023.10.009.2023年36 卷10 期Vol.36No.10贵州地方水稻广亲和资源筛选吴朝昕,张习春,龙武华,朱速松(贵州省水稻研究所,贵阳550 0 0 6)摘要:【目的】探明贵州地方水稻品种资源的广亲和基因,为梗杂交水稻育种提供依据。【方法】利用S5、S5i 和S5i序列存在136bp差异,采用分子标记辅助筛选贵州地方水稻广亲和资源。【结果】利用分子标记qh在6 0 9份贵州地方水稻种质资源中筛选到糯旱谷-1、本地燕麦谷、旱谷、纳包糯旱稻2 号、弼佑旱稻、双江旱稻、八百粒和旱禾-3共8 份广亲和水稻资源。通过分子标记检测8 份广亲和水
3、稻资源S5位点OFR3、O FR4和OFR5的基因型,其中八百粒基因型为+-n,为广谱性广亲和品种。【结论】贵州地方水稻资源品种八百粒为广谱性广亲和品种,qh标记可用于广亲和基因资源筛选。关键词:水稻;广亲和基因;分子标记;贵州地方品种;资源筛选中图分类号:S511文献标识码:A文章编号:10 0 1-48 2 9(2 0 2 3)10-2 144-0 7Screening of wide-compatibility resources of local rice in GuizhouWU Chao-xin,ZHANG Xi-chun,LONG Wu-hua,ZHU Su-song(Guizh
4、ou Rice Research Insitute,Guiyang 550006,China)Abstract:ObjectiveThe wide-compatibility resources of local rice in Guizhou were explored,so as to provide basis for breeding of indicajaponica hybrid.Method As S5(wide-compatibility gene)had 136 bp deletion compared with the S5 and S5,the molecular mar
5、ker-assis-ted was used to screen wide-compatibility materials in Guizhou.Result8 wide-compatibility local rice resources were screened out by themolecular marker qh,and the 8 local rice resources were Nuohangu-1,local oat grain,upland rice,Nabaonuohandao No.2,Biyou uplandrice,Shuangjiang upland rice
6、,Babaili and Hanhe-3.The genotype of OFR3,OFR4 and OFR5 at S5 site from 8 wide-compatibility local riceresources were detected by molecular marker.The genotype of Babaili was+-n,which was the wide-compatibility variety.ConclusionBabaili,one of the local rice resources was the wide-compatibility vari
7、ety.The qh marker could be used for screening wide-compatibility generesources.Key words:Rice;Wide-compatibility gene;Molecular marker;Guizhou local variety;Resource screening【研究意义】水稻是重要的粮食作物之一,我国1/2以上人口以水稻为主食。釉亚种间杂交有着较强的杂种优势,但梗之间因存在生殖隔离而导致杂交后代结实率低,限制了杂种优势的利用。在杂交水稻育种中利用杂种优势是提高水稻产量的重要选择之一,筛选含有广亲和基因的水
8、稻品种是克服灿杂交不育的重要手段。贵州地处云贵高原,存在交错地带,拥有丰富的稻种资源,在国家资源库保存的贵州本土水稻资源占全国水稻资源10%2-5。贵州禾是贵州特有的水稻资源,主要分收稿日期:2 0 2 3-0 4-2 8基金项目:贵州省农业科学院青年基金项目黔农科院青年基金(2 0 2 2)2 8 ;贵州省科技计划项目黔科合基础-ZK(2 0 2 1)一般12 4、黔科合支撑(2 0 2 2)重点0 2 6、黔科合支撑(2 0 2 2)重点0 2 8】;贵州省后补助计划项目黔科合平台人才(2 0 18)52 6 3】第一作者:吴朝昕(1995),女,硕士,研究实习员,主要从事水稻分子遗传育种
9、研究。E-mail:w u c h a o x i n 1995 16 3.c o m通讯作者:朱速松(196 6-),男,博士,研究员,主要从事水稻分子遗传育种研究。E-mail:1398 40 332 8 1 139.c o m布在贵州黔东南地区,多生长在谷间,具有耐冷、耐涝抗旱、耐性、易倒伏特性,其稻米气味清香、口感软糯深受当地百姓喜爱,属于联合国粮农组织国际稻作委员会界定的“特种稻”范畴2-5。因此,筛选具有广亲和基因的贵州地方水稻资源,有助于杂交的杂种优势利用,对合理开发利用贵州地方稻种资源具有重要意义。【前人研究进展】IKehashi等6-7 率先提出广亲和理论,并将广亲和基因S5
10、定位在6 号染色体的色素基因C和糯性基因Wx之间。Qiu等8 将S5定位在40 Kb内,Ji等9 也将10期S5精细定位在50 Kb内。Qiu等8 和Ji等9 研究发现S5定位区域有2 4.8 Kb的重叠,其中包含OFR4和OFR5基因。Chen等10 1通过遗传转化确定,由于S5位点上编码天冬氨酸蛋白酶的OFR5基因缺失136 bp,造成其功能丧失,因此与ORF5i或ORF5 表现杂交亲和。Yang等 进一步对S5 位点上的OFR3、O FR4和OFR5基因进行分析发现,OFR3、O FR4与ORF5构成一个“杀手护卫”系统共同参与了S5 位点的功能。杨杰等12 利用 S5位点上的3个复等位
11、基因S5、S5 和S5i的序列差异设计功能标记S5136,对多个水稻资源材料进行验证。姚国新等13 和徐华山等14 利用S5136功能标记分别筛选出多个广亲和水稻资源。米甲明15 研究发现,6 0 6 份水稻种质材料的祖先S5位点3个连锁基因(ORF3、O RF4和ORF5)的等位基因ORF3+、ORF4*和ORF5+的频率从野生稻至栽培稻逐渐递减,ORF3-、O RF4-和ORF5-的等位基因频率在栽培稻中显著上升,说明“二”和“n”类型等位基因起序号名称No.Name1永乐糯米2毕福梗稻3花溪高坡糯谷1064高坡红晚米1075花溪高坡红粘米1086老红米7金包银-18百宜高杆麻粘111百宜
12、高杆红粘11210羊昌本地糯谷11311百宜本地糯米11412牛场本地糯谷11513牛场本地稻11614大红粘-115大白粘16开阳糯谷17禾丰矮杆红米12018禾丰高杆麻谷12119杠寨高杆糯谷12220六广本地红粘米12321六屯本地糯谷12422大红粘-2吴朝昕等:贵州地方水稻广亲和资源筛选集,但鲜见对收集资源进行广亲和基因筛选的研究报道。【拟解决的关键问题】根据S5、S5 和S5i的序列差异设计新的分子标记qh,利用该标记对48 8份地方稻种和12 1份贵州禾资源进行广亲和品种筛选,以期为更好地应用贵州优质稻种资源于灿梗杂交提供参考。1材料与方法1.1材料参试材料包括南京11(对照)、
13、N22(对照)、02428(对照)、9311(对照)、48 8 份贵州水稻资源和121份贵州禾(AC1A C12 3)。其中,48 8 份贵州水稻资源由贵州省品种资源研究所提供,12 1份贵州禾由贵州省水稻研究所提供(表1)。表1供试贵州地方水稻品种Table1Tested local rice varieties in Guizhou序号名称No.Name104毛毛糯-3105竹丫糯-1坨坨谷白谷粘糯109高杆糯-3110红谷-1香糯-1大毛毛谷215小毛毛谷216本地黄麻粘水稻319矮子红酒谷217香糯-2218大方五里香219117遵糯10 1118大方大白糯221119大方晚糯222矮
14、籽糯-2223麻粘糯224红米4225麻谷4226台中糯227125樱桃糯-22145源时间较晚,可能由“+”类型等位基因突变产生,即ORF3O RF4和ORF5*为祖先等位基因。【本研究切入点】贵州多次对地方水稻种质资源进行收序号名称No.Name207早高糯208稻-2209皮古粘红米312210本地花边糯稻313211红毛稻212青秆粘213小黄糯水稻316214黄丝糯-1老品种红米318白果糯320糯米321花边糯322220千粒糯黑糯稻毛稻(梗稻)红壳晚谷-1红麻粘本地旱糯谷328岩鱼精329冷水粘330228金包银-2序号No.310311314315317323324325326
15、327331名称序号NameNo.假汕优413本地糯414红米415红毛糯米416本地打糯-1417打糯-1418本地折禾-1419长芒折糯420本地红米421金口香422再生糯稻423小麻红米424紫米425早禾稻426香禾糯427黑香禾428苟觉429光禾430冷水香431大糯-1432旱禾-1433本地糯米-1434名称序号NameNo.黑糯米-6516长颗糯-1517长芒糯-2518旱谷-1519圆颗糯520矮脚红521矮麻杠522玉水糯谷523贵朝-1524麻粘-2525梗稻-3526黑糯米-7527红花米528黑糯米-8529插边糯(红)530白糯米-1531插边糯(白)532红糯
16、米-1533平塘红米534黑糯谷535贵朝米536本地糯米-3537名称NameAC28AC29AC30AC31AC32AC33AC34AC35AC36AC37AC38AC39AC40AC41AC42AC43AC44AC45AC46AC47-1AC47-2AC482146续表 1 Continued table 1序号名称No.Name23高杆糯-124犁倭糯谷12725穿洞糯谷12826红毛毛糯12927高杆糯-228大红谷29麻13230本地糯谷-131冷水红米-113432驿陇村梗稻13533驿陇村杂稻13634比德矮糯13735红米-136红果糯37淤泥小黄粘米14038普古小白稻14
17、139民主早稻14240普古小黑稻14341糯谷-142血丝糯43强盗糯44青砍糯45白皮糯46三品粘47矮麻谷48麻油粘49矮籽糯-150麻谷-151白杨糯-152麻谷子-153东乡白谷子15654白杨糯-255万年1号15856麻谷子-257水稻-158本地麻糯谷16159白杨糯-360水稻-261小青糯62大粒溪香16563白壳糯64大粒香65麻谷2西南农业学报序号名称No.Name126八月早锦星黑谷230牛尾糯231织金红米232130青秆稻233131早糯羊毛糯235133五里香糯236高粱精237香谷238纳包糯早稻1号341姬糯239纳包糯早稻2 号342打不落香谷240纳包糯
18、旱稻3号343138粘米139玉针香242高秆糯米243麻谷-5244糯谷6245粘谷-1246144黔育2 7 2145米米谷146细壳谷147黑谷148糯谷-7149麻谷150糯谷-8151本地燕麦谷254152白杨糯-5153麻谷6154冷水糯-1155粘谷-2朝阳糯谷259157矮籽糯-3白杨糯-6159矮杆麻谷262160矮籽糯4263咪咪谷264猴坡高杆糯稻367162麻丝糯163香东164矮籽糯-5高秆麻谷268166时谷269167矮秆麻谷-1270168锤锤糯36卷序号名称No.Name229白精樱桃糯-3烂杆粘长毛晚谷335旱谷(旱稻)336234红壳晚谷-2337红粘谷3
19、38糯旱谷-3339糯旱谷4340241双坝紫旱稻344双坝旱稻345打岩旱稻346弱佑旱稻347弼佑旱糯稻348弱佑糯稻349247板其糯稻350248双江旱糯稻-1351249双江早稻352250双江旱糯稻-2353251秧坝旱稻354252秧坝旱糯稻355253红壳旱糯稻356麻壳糯稻357255八达黑糯稻358256巧马黑糯稻359257本地花边晚360258红壳晚本地麻谷362260毛毛糯谷363261高边糯小红香米365梅香小香稻366265毛梨屯桂朝368266龙窝矮子麻谷369267施农1号370平扒糯谷371三百棒372单株373271虎跳坡矮子糯374序号No.332333
20、334361364名称Name无名禾-1香米折糯(糯性)437谷438打糯-2439黑壳稻-1440黄壳稻-1441苟滚442苟阳当-1443苟亚滚444苟亚旺杠445苟万当446早禾2447苟滚老448苟滚(红芒)449苟滚(长芒)450黑糯米-1451苟亚参452苟亭453苟里柱454苟今告455苟阳当-2456黑粘米457红粘米458黑糯米2459苟今告获460本地折糯-1461黑糯-2462老麻谷463黑壳糯464乌瓦糯465黄土寨折糯466本地打糯-2467早禾-3468糯香型红米469黑糯米-3470黑芒糯471半芒谷-1472糯香型红米473大红米474摆忙红壳糯-2577清香型
21、红米475甲登早市香-2578冷水红米-2476回香糯-1477序号No.435长顺黑糯米-1538436香思米长顺白糯米540糯谷-10541矮黄壳糯542黄壳糯-1543黑糯米-9544十年杂稻545毕梗8 8546糯谷-11547本地黑糯-1548白糯米-2549折糯550长芒糯-3551长颗糯-2552搞糯-1553大糯-2554黑糯-3555黑糯4556红米-5557旱糯谷558白杨糯-8559高杆糯-6560白贵朝561下寨糯谷-2562矮籽糯-7563改学糯谷-2564大坪麻谷-2565本地摘糯-2566打糯-3567本地折禾-2568大糯-3569无名禾-2570黑壳稻2571
22、黄壳稻-2572半芒谷2573冷水红米-3574回香糯-2575夹糯-2576贵朝-2579麻粘-3580名称序号NameNo.539名称NameAC49AC50AC51AC52AC53AC54AC55AC56AC57AC58AC59AC60AC61AC62AC63AC64AC65AC66AC67AC68AC69AC70AC71AC72AC73AC74AC75AC76AC77AC79AC80AC81AC82AC83AC84AC85AC86AC87AC88AC89AC90AC91AC9210期续表 1 Continued table 1序号名称No.Name66马田谷67柏杨糯-168白杨糯41
23、7169糯谷-270高秆九谷17371稻谷72本地糯谷-217573红稻74樱桃糯-175麻谷-376红米-277黑糯-178梗稻-179红米-380本地糯谷-318381毛毛糯-182毛毛糯-283十字毛毛糯18684齐伯小红谷18785黄花香中杆糯18886白油糯87本地糯谷4190水稻(成珠矮)29388马厂糯谷19189老红脚米19290糯谷-391糯谷492糯谷-593红色水稻19694坡贡糯谷95冷水谷96永宁红米19997抽糯98糯旱谷-199糯旱谷-2100紫云透心红203101坨坨白204102毛毛谷103酒谷1.2方法1.2.1材料预处理所有材料于2 0 2 2 年5月种植
24、于贵州省水稻研究所贵阳基地,行距30 cm,株距2 7cm,常规田间管理。吴朝昕等:贵州地方水稻广亲和资源筛选序号名称No.Name169高稻170高杆糯4273小台烈本地糯谷376粘谷-3274172冷水糯-2高秆糯174麻谷粘红须糯278176丫丫糯177矮秆糯178柏杨糯-2179德江高杆糯282180麻谷-7181柏杨糯-3182桂朝-1麻谷子-3184麻糯谷185红糯谷马桑糯竹丫糯-2白杨糯-7189红谷2白朝贵小糯米193自留香稻296194兴紫糯195紫珍糯花边晚197本地圆粒糯稻300198八百穗小黑米200兴仁小红稻303201八月黄202青杆粘红壳糯306黑节糯307205
25、毛晚稻206毛矮糯3092147序号名称No.Name272稿雪麻谷375上街早糯377275坦洞桂朝378276坦洞糯稻379277冷水糯稻380全伏稻381279后场坝麻谷382280桂朝水稻383281矮子垢糯谷384八百粒385283陆寨麻谷386284陆寨大白糯387285下寨糯谷-1388286矮籽糯6389摆忙红壳糯-1492287桂朝-2288冷水糯-3289小沟贵朝392龙昌长粒旱糯495290改学糯谷-1393道坪黄壳糯谷496291折谷精394292隆寨桂朝395新民杂交糯396294蓝田大黔优397295定寨糯谷398定寨圆颗糯399297大颗糯-1298彦洞香糯401
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