項(xiàng)目簡介: 野生稻是稻作育種的寶貴遺傳資源,云南是同時(shí)擁有全國三種野生稻資源的兩個(gè)省份之一。云南野生稻分布廣,生態(tài)類型多,蘊(yùn)藏著十分豐富的優(yōu)良種質(zhì)基因。但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人類活動(dòng)范圍擴(kuò)大,野生稻自然分布資源處于瀕危狀態(tài)。由于多方面的原因云南野生稻資源研究深度和系統(tǒng)性不夠,諸多遺傳特性尚不清,制約了其有效利用。野生稻地下莖性狀決定了野生稻的多年生特性,是一年生水稻向多年生水稻轉(zhuǎn)化的遺傳基礎(chǔ),搞清其遺傳規(guī)律對(duì)于實(shí)現(xiàn)稻作育種的重大突破和理論研究具有重要意義。在國家自然科學(xué)基金、農(nóng)業(yè)部和云南省資助下,項(xiàng)目組應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)結(jié)合,從云南野生稻資源現(xiàn)狀調(diào)查與收集;保存保護(hù)體系研究;主要遺傳特性鑒定評(píng)價(jià);優(yōu)異種質(zhì)基因發(fā)掘;長雄野生稻地下莖基因分子定位和相關(guān)性狀轉(zhuǎn)入栽培稻等五個(gè)方面開展系統(tǒng)研究。完成了云南野生稻自然分布現(xiàn)狀調(diào)查;生長發(fā)育特性、主要農(nóng)藝性狀和遺傳多樣性的系統(tǒng)鑒定;構(gòu)建了云南野生稻種質(zhì)資源從DNA分子、細(xì)胞、種子到植株(原生境和資源圃)保存保護(hù)體系;分離克隆野生稻新抗病基因同源片段和相關(guān)重要功能基因40余個(gè);構(gòu)建了國際上第一張完全基于SSR標(biāo)記的長雄野生稻分子連鎖圖;獲得了亞洲栽培稻與長雄野生稻種間雜(回)交轉(zhuǎn)移地下莖性狀的BC2F1群體;定位了長雄野生稻兩對(duì)顯性互補(bǔ)的地下莖基因Rhz2(t)和Rhz3(t)和37個(gè)地下莖QTLs;開展了水稻與高粱地下莖基因協(xié)同進(jìn)化研究。在《PNAS》、《RGN》、《Plant Science》、《Journal of Integrative Plant Biology》、《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》、《作物學(xué)報(bào)》等刊物和國際國內(nèi)學(xué)術(shù)大會(huì)上發(fā)表研究論文30多篇。研究成果填補(bǔ)了諸多本領(lǐng)域國際國內(nèi)空白,在珍稀植物資源保存保護(hù)、稻作進(jìn)化、野生稻基因組研究和優(yōu)異種質(zhì)基因發(fā)掘利用等具有重要科學(xué)價(jià)值。研究結(jié)果被《Critical Reviews in Plant sciences》、《Crop Science》、《Curr Opin Genet Dev》等引用,被SCI、PubMed、NCBI GenBank、http://www.gramene.org等收錄。
主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn): 1、構(gòu)建了國際上第一張完全基于SSR標(biāo)記的長雄野生稻分子連鎖圖,并在國際上首次發(fā)表,被http://www.gramene.org收錄。所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
2、通過亞洲栽培稻(O.sativa)與長雄野生稻(O.longistaminata)種間雜(回)交,獲得了地下莖的種間雜(回)交轉(zhuǎn)移的BC2F1群體,并首先在國際上發(fā)表。見論文[5],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
3、定位了長雄野生稻兩對(duì)顯性互補(bǔ)的地下莖基因Rhz2(t)和Rhz3(t)和37個(gè)地下莖QTLS。見論文[1]和[6],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
4、通過水稻與高粱地下莖基因遺傳圖譜的比較分析,在國內(nèi)外首次報(bào)道:Rhz3(t)同控制野生高粱(Sorghum propinquum)地下莖表達(dá)位于D組csu4和pSB188之間的主效QTL相對(duì)應(yīng);而Rhz2(t)高粱C組上的三個(gè)緊密連鎖QTLS相對(duì)應(yīng)。表明Rhz2(t)、Rhz3(t)可能是禾本科地下莖的重要調(diào)節(jié)基因。見論文[1],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
5、對(duì)云南野生稻自然分布現(xiàn)狀、病蟲害,原生境伴生植物進(jìn)行了全面考察,摸清了云南野生稻資源分布現(xiàn)狀,運(yùn)用GPS等技術(shù)建立了云南野生稻GPS/GIS信息數(shù)據(jù)庫。新發(fā)現(xiàn)疣粒野生稻分布點(diǎn)15個(gè)、藥用野生稻分布點(diǎn)2個(gè)、普通野生稻分布點(diǎn)1個(gè),在云南野生稻處于瀕危狀況下新發(fā)現(xiàn)的這些野生稻自然分布居群,對(duì)豐富野生稻遺傳資源具有重要意義。見論文[9]和[10],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
6、集成運(yùn)用生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù),構(gòu)建了云南野生稻種質(zhì)資源從DNA分子、細(xì)胞、種子到植株(原生境和資源圃)保存保護(hù)體系。其中普通和疣粒野生稻BAC文庫構(gòu)建和保存研究,先于美國AGI。見論文[9],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
7、完成了云南三種野生稻生長發(fā)育特性、主要農(nóng)藝性狀和遺傳多樣性的系統(tǒng)鑒定評(píng)價(jià);發(fā)現(xiàn)云南野生稻綜合品質(zhì)高于栽培稻。其中氨基酸和10種礦質(zhì)元素含量是首次報(bào)道;發(fā)現(xiàn)除Ca、Fe、Mn等以外的其它野生稻米營養(yǎng)成分主要受遺傳控制,云南野生稻居群間遺傳多樣性遠(yuǎn)高于居群內(nèi)。見論文[3] 、[4]和[7],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
8、在GenBank上注冊(cè)登記野生稻新抗病基因同源片段或cDNA30個(gè);首次構(gòu)建了三種野生稻全長cDNA文庫5個(gè),并從中分離了一批重要功能基因;從云南普通野生稻中分離抗稻瘟病Pi-ta-和Pi-ta+基因各1個(gè)、抗白葉枯病Xa21基因4個(gè)、抗病相關(guān)基因片段多個(gè),并開展了這些基因結(jié)構(gòu)與功能的研究,從比較基因組學(xué)角度探討了這些基因在不同野生稻之間的分子進(jìn)化。在野生稻基因組學(xué)研究方面填補(bǔ)了諸多國際空白。見論文[2]和[7],所屬學(xué)科為農(nóng)業(yè)植物學(xué)。
主要完成人: 1. 黃興奇
研究方案設(shè)計(jì),研究工作的指導(dǎo)和分析總結(jié),論文審查修改。參與野生稻資源考察,野生稻系統(tǒng)鑒定評(píng)價(jià),基因分析研究。主要貢獻(xiàn)在發(fā)現(xiàn)點(diǎn)5-8,見論文2、3、4、7。在項(xiàng)目中的工作量占本人工作量的55%。
2. 陶大云
長雄野生稻分子圖譜的構(gòu)建,地下莖遺傳分析,與栽培稻雜交后代群體的建立和選擇。長雄野生稻地下莖基因與野生高粱的協(xié)同進(jìn)化分析。主要貢獻(xiàn)在發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1-4。在項(xiàng)目中的工作量占本人工作量的60%。
3. 戴陸園
主持完成云南野生稻種質(zhì)資源的考察調(diào)查、云南野生稻伴生植物調(diào)查和分析、云南三種野生稻原位保護(hù)點(diǎn)建設(shè);發(fā)現(xiàn)了新野生稻分布點(diǎn),為原生境有效保護(hù)積累了基礎(chǔ)資料;率先提出在保護(hù)中"植物籬笆"的設(shè)想并組織實(shí)施。主要貢獻(xiàn)在發(fā)現(xiàn)點(diǎn)5和6。在項(xiàng)目中的工作量占本人工作量的55%。
4. 胡鳳益
地下莖基因分子定位及分子連鎖圖建立,雜交后代群體的構(gòu)建。主要貢獻(xiàn)在發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2和3。在項(xiàng)目中的工作量占本人工作量的70%。
5. 程在全
在項(xiàng)目的實(shí)施過程中,協(xié)助主持人工作,參加野生稻遺傳特性的鑒定研究,構(gòu)建基因文庫和基因的分離分析,撰寫研究論文。主要貢獻(xiàn)在發(fā)現(xiàn)點(diǎn)6-8。在項(xiàng)目中的工作量占本人工作量的70%。
10篇代表性論文: 1. 10篇論著1:Convergent evolution of perenniality in rice and sorghum. Proc.
2. 10篇論著2:Nucleotide Sequence of a Resistance Gene Homologue from Oryza Officinals Wall.
3. 10篇論著3:Genetic diversity among and within populations of Oryza granulata from Yunnan of China revealed by RAPD and ISSR markers: implications for conservation of the endangered species
4. 10篇論著4:Diversity in the Content of Some Nutritional Components in Husked Seeds of Three Wild Rice Species and Rice Varieties in Yunnan Province of China
5. 10篇論著5:Rhizomatous individual was obtained from interspecific BC2F1 progenies between Oryza sativa and Oryza longistaminata. RGN, 18:11-13
6. 10篇論著6:TI-139
7. 10篇論著7:云南3種野生稻中抗病基因同源序列的克隆及序列分析
8. 10篇著作8:云南野生稻對(duì)稻瘟病的抗性評(píng)價(jià)
9. 10篇著作9:云南野生稻資源考察及分布現(xiàn)狀分析
10. 10篇著作10:云南三種野生稻原生境植物種群的調(diào)查及比較分析
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