非洲稻質(zhì)源CMS的遺傳特異性及其AFLP分析.pdf

1、農(nóng)作物雜種優(yōu)勢以應(yīng)用細胞質(zhì)雄性不育(Cytoplasmic Male Sterility, CMS)最為普遍。中國秈型三系雜交稻大面積利用野敗型(WA)不育細胞質(zhì)長達30余年，近年在生產(chǎn)上雖逐漸增加了新資源CMS的應(yīng)用，但90％仍與野敗型屬于同一遺傳類型，長期大面積種植同一遺傳類型細胞質(zhì)的雜交稻存在巨大的潛在風(fēng)險，因此研究利用新遺傳類型的CMS，比較不同類型CMS的遺傳特異性，對于探索新細胞質(zhì)源CMS在雜交水稻育種中的利用途徑及其價值具

2、有重要意義。
　　 非洲栽培稻(Oryza glaberrima)種質(zhì)資源具有抗逆境、抗病蟲害、與雜草競爭力強及柱頭外露率高等特性的基因。國內(nèi)外已有一些利用非洲栽培稻進行水稻性狀遺傳改良的研究，如將非洲栽培稻控制長柱頭、抗病性和雜草競爭力等性狀的基因?qū)肫胀ㄔ耘嗟镜龋裆袩o利用非洲栽培稻種質(zhì)開展新質(zhì)源CMS選育的研究報道。本實驗室從2005年開始利用非洲栽培稻種質(zhì)選育新質(zhì)源CMS，已獲得穩(wěn)定的CMS選系。進一步應(yīng)用表型鑒定和

3、分子標(biāo)記技術(shù)開展非洲栽培稻細胞質(zhì)雄性不育的遺傳特異性研究，探索非洲稻細胞質(zhì)源CMS與現(xiàn)有主要CMS類型如野敗(WA)、印尼水田谷型(ID)的遺傳差異；采用AFLP、SCAR、SSR等技術(shù)篩選得到非洲稻細胞質(zhì)CMS特異分子標(biāo)記，可為進一步開展非洲稻細胞質(zhì)CMS相關(guān)分子機理研究和進行分子標(biāo)記輔助選擇育種建立基礎(chǔ)。
　　 本研究用2個非洲稻細胞質(zhì)CMS選系和5個生產(chǎn)上常用的CMS不育系與保持系交叉配組，獲得7對同核異質(zhì)CMS雜交一代，

4、比較研究非洲稻細胞質(zhì)CMS水稻的遺傳特異性；以非洲稻質(zhì)源非金23A、野敗型金23A和保持系金23B，非洲稻質(zhì)源非中9A、印尼水田谷型中9A和保持系中9B為實驗材料，用AFLP方法篩選非洲稻細胞質(zhì)CMS基因的特異分子標(biāo)記。主要實驗結(jié)果如下：
　　 1.7對同核異質(zhì)CMS雜交一代不育系花粉敗育類型都以典敗為主，花粉鏡檢不育度達到99.5%以上，套袋自交結(jié)實率均為零，自交不育度100%；表明野敗型、印尼水田谷型和非洲稻細胞質(zhì)源的不育系

5、和保持系之間能相互保持其不育性，而且花粉敗育類型基本相同。
　　 2.7對同核異質(zhì)CMS雜交一代中，具有非洲栽培稻細胞質(zhì)的CMS柱頭外露率高于野敗和印尼水田谷細胞質(zhì)的異質(zhì)同核CMS，而包頸程度較輕。
　　 3．從156對引物組合(EcoR I-NN/Mse I-NNN)中初步篩選出27對具有多態(tài)性的引物組合。從中選取多態(tài)性較好的10對引物組合所擴增片段進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果總共擴增出316條帶，其中25條帶具有多態(tài)性，占7.

6、91%，291條共同帶，占92.09%。
　　 4．用27對引物組合進行AFLP分析，從中得到8對重復(fù)性好，條帶清晰的引物組合，其中1對引物產(chǎn)生2條可能與CMS‘缺陷型’不育相關(guān)的多態(tài)性片段，5對引物產(chǎn)生可能與非洲栽培稻細胞質(zhì)源CMS相關(guān)的特異片段。
　　 5．對8對引物組合所擴增片段進行多態(tài)性分析，共擴增出254條帶，其中20條帶具有多態(tài)性，占7.87%，234條共同帶，占92.13%。
　　 6．引物組合E1

7、2M2在590bp和280bp左右的位置，分別擴增出在各供試CMS不育系中均出現(xiàn)，而在保持系中不出現(xiàn)的特異帶，推測其可能是與CMS雄性不育‘缺陷’相關(guān)的特異片段。
　　 7．引物組合E13M6、E11M6、E8M10分別在600bp、550bp、720bp左右的位置擴增出一條特異帶只在非洲稻細胞質(zhì)CMS選系非金23A和非中9A中出現(xiàn)，而在其他細胞質(zhì)CMS不育系和保持系中均不出現(xiàn)，初步判斷為與非洲栽培稻細胞質(zhì)源CMS相關(guān)的特異片段