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藥用野生稻 - 種屬概述

藥用野生稻

 現(xiàn)狀：漸危種。本種在中國南部有零星分布，染色體組為cc型，為二倍體植物，作為栽培稻的野生近緣種質(zhì)基因而需加以保護(hù)。
海拔下限(米)：400
海拔上限(米)：1100

藥用野生稻 - 形態(tài)特征

多年生草本，桿直立或下部匍匐，，高1.5-3米，直徑7-10毫米，具有8-15節(jié)，基部2-3節(jié)上生發(fā)達(dá)的不定根。葉鞘長達(dá)40厘米，大多比節(jié)間長3倍以上，無毛；葉舌膜質(zhì)，長約4毫米，無毛；葉耳不明顯；葉片寬在，線狀披針形，長30-80厘米，寬20-30毫米，質(zhì)地較厚，先端尖，基部漸窄呈柄狀，中脈粗壯，側(cè)脈不明顯，下面糙澀，上面散生長柔毛，基部貼生微毛，邊緣具鋸齒狀粗糙。圓錐花序大型疏散，長30-50厘米，分枝長10-15厘米，3-5枚著生于各節(jié)，具細(xì)毛狀粗糙，下部長、裸露、腋間生長毛；小穗柄長1-4毫米，粗糙，頂端具2枚半月形退化穎片；小穗長約5毫米，寬約2.5毫米，厚1.3毫米，黃綠色或帶褐黑色，成熟時(shí)易脫落；不孕外稃線狀披針形，長1.6-2毫米，頂端漸尖，具1脈、邊緣有細(xì)纖毛，成熟花外稃闊卵形，脈紋增厚隆起，脊上部或邊脈生疣基硬毛，脈間下陷，散生短硬毛，表面具較粗的疣狀突起，其在每側(cè)排成24-26縱行；芒自外稃頂端伸出，長5-10毫米，具細(xì)毛；內(nèi)稃與外稃同質(zhì)，寬約為外稃之半，脊疏生疣基硬毛，頂端有小尖頭，邊緣干膜質(zhì)；花藥長約2.5毫米。穎果扁平，紅褐色，長約3.2毫米，寬約2毫米。

藥用野生稻 - 生長習(xí)性

為喜溫暖、多雨、潮濕的短日照植物，生于丘陵林地環(huán)境，適宜在蔭蔽、腐殖質(zhì)豐富、pH值為6左右的肥沃沙壤土上生長。伴生植物有薏苡CoixlacrymajobiL.，棕葉狗尾草Setariapalmifolia(Koen)Stapf，蕨類等。在較大的河流、池塘、溝渠有較深水層和無陰蔽處均不宜于生長，因而有別于稻和普遍野生稻。

藥用野生稻 - 分布范圍

分布于廣東西部郁南、新興、封開、羅定、懷集、四會(huì)、高要、云浮、廣寧，海南陵水、保亭、樂東、臨高，廣西蒼梧、梧州、岑溪、藤縣，賀縣、武宣、平南、桂平、貴縣、昭平、容縣、北流、玉林、橫縣、靈山、邕寧，云南永德、耿馬等縣。生長于海拔400-1100米的丘陵山地和山坡中下部的沖積地和溝邊。印度、錫金、緬甸、泰國及中南半島也有分布。

藥用野生稻 - 物理定位

藥用野生稻具有多種抗病蟲性，是水稻品種改良重要的種質(zhì)資源之一。本研究采用與栽培稻遺傳圖第4連鎖群中與RTSV和Glh緊密連鎖的RFLP標(biāo)記RZ262及其篩選出來的BAC克隆作探針，對(duì)藥用野生稻進(jìn)行熒光原位雜交，供試探針均被定位于藥用野生稻第4染色體短臂的中部，百分距分別為74.86±3.72和73.98±4.44，信號(hào)檢出率為7.6%和45.1%.BAC克隆和RFLP標(biāo)記探針雜交位置幾乎一致，說明在栽培稻和野生稻中RFLP標(biāo)記RZ262都存在同一BAC克隆的大插入片段中，藥用野生稻與抗性基因RTSV和Glh的同源順序就在第4染色體信號(hào)出現(xiàn)的相應(yīng)位置，從而為作物育種開發(fā)和利用野生資源的抗性基因提供了理論依據(jù)。

藥用野生稻 - 受精方法

藥用野生稻

在充足授粉的情況下不影響以藥用野生稻為父本的雜交受精和結(jié)實(shí)。將L202-2x和L202-4x與藥用野生稻雜交，在授粉后10-30min內(nèi)，藥用野生稻花粉在L202-2x和L202-4x柱頭上均能正常萌發(fā)，萌發(fā)率分別為66.7%和62.5%，差異不明顯，表明雜交時(shí)藥用野生稻花粉與不同倍性栽培稻的柱頭和花柱都有一定的親和性。利用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察授粉子房內(nèi)的胚囊，并統(tǒng)計(jì)授粉后1，3和5d的受精情況。

不同倍性條件下栽培稻與藥用野生稻雜交的受精情況有差異。其中L202-2x在授粉后1，3和5d的雙受精率分別為55.56%，31.43%和45.45%，均高于L202-4x的51.85%，19.51%和19.44%；L202-2x包括單受精和雙受精在內(nèi)的總受精率除授粉后1d略低于L202-4x外，授粉后3和5d的總受精率均高于L202-4x在3和5d的總受精率。L202-2x平均總受精率為59.45%，略高于L202-4x的54.87%，但兩者的差異不大；L202-4x在授粉后1，3和5d的平均單受精率(24.60%)高于L202-2x的平均單受精率(15.30%)。因此，無論是L202的二倍體或四倍體，與藥用野生稻雜交均有較高的未受精率(分別為40.55%和45.13%)。此外，在L202-2x和L202-4x的雜交小穗未受精胚囊中，胚囊結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化的比率分別高達(dá)57.14%和61.40%，這可能是由于栽培稻品種的胚囊與藥用野生稻花粉之間存在不親和性，從而導(dǎo)致藥用野生稻花粉刺激下的栽培稻胚囊的結(jié)構(gòu)異常改變。對(duì)雜交小穗結(jié)實(shí)率調(diào)查的結(jié)果表明，以L202-2x和L202-4x為母本的雜交小穗均未發(fā)現(xiàn)成熟的雜交種子，小穗全部干枯死亡，因而其種間雜交結(jié)實(shí)非常困難。

藥用野生稻 - DNA轉(zhuǎn)化

藥用野生稻種子

為了更好地研究和克隆藥用野生稻中有利基因，中們利用新一代可轉(zhuǎn)化的細(xì)菌人工染色體即雙元細(xì)菌人工染色體(BIBAC)載體構(gòu)建了第一個(gè)藥用野生稻基因組文庫。通過比較不同的受體材料，不同的預(yù)培養(yǎng)、共培養(yǎng)條件，不同的去除農(nóng)桿菌及選擇陽性愈傷的方式等對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響，建立了適合水稻BIBAC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化體系。在構(gòu)建野生稻BIBAC基因組文庫及建立水稻BIBAC系統(tǒng)轉(zhuǎn)化體系的基礎(chǔ)上，從文庫中挑選一個(gè)120Kb的BIBAC克隆(114G9)，采用優(yōu)化的轉(zhuǎn)化體系，在水稻中實(shí)現(xiàn)了大片段DNA的轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過BIBAC系統(tǒng)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)水稻大片段DNA轉(zhuǎn)化，以H1493為受體材料，以帶有毒性輔助質(zhì)粒pCH32的農(nóng)桿菌菌株LBA4404為轉(zhuǎn)化菌株所獲得的轉(zhuǎn)化效率最高。

通過GUS試驗(yàn)，PCR檢測，Southern分析和熒光原位雜交(FISH)定位，證實(shí)BIBAC載體上T-DNA及其所攜帶的120Kb的大片段已被轉(zhuǎn)移到水稻基因組中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，利用BIBAC系統(tǒng)進(jìn)行的大片段轉(zhuǎn)化與農(nóng)桿菌介導(dǎo)的普通的雙元載體轉(zhuǎn)化之間的最大區(qū)別是大片段轉(zhuǎn)化需要額外的毒性基因virG/virE的參與；而且在轉(zhuǎn)化機(jī)制(如插入拷貝數(shù))上存在差異。這套系統(tǒng)的建立將為野生稻優(yōu)良基因的發(fā)掘和利用提供新的技術(shù)手段，也可能為野生稻基因克隆、基因功能分析，多基因轉(zhuǎn)化及基因組相關(guān)研究開拓途徑。

藥用野生稻 - 花粉雜交

采用生殖生物學(xué)方法研究了藥用野生稻和轉(zhuǎn)bar基因水稻花粉雜交的基因漂移。結(jié)果表明，供試水稻花粉在藥用野生稻柱頭上的萌發(fā)生長與藥用野生稻自花授粉花粉的萌發(fā)生長有一定差異，表現(xiàn)在穿過樁頭的花粉粒百分率及內(nèi)容物釋放和正在凝縮、釋放的花粉粒百分率較少，雖然轉(zhuǎn)基因水稻花粉能在藥用野生稻柱頭上正常萌發(fā)生長，并能釋放內(nèi)容物，但雜交后結(jié)實(shí)率為0，表明轉(zhuǎn)基因水稻和藥用野生稻雜交不親和，他們的不親和性不是在花粉的萌發(fā)和穿過柱頭這一階段，具體原因有待進(jìn)一步研究。在本實(shí)驗(yàn)條件下轉(zhuǎn)基因水稻和藥用野生稻沒有發(fā)生成功的基因交流。

藥用野生稻 - 染色體構(gòu)成

藥用野生稻

藥用野生稻(Oryzaofficinalis)具有多種優(yōu)良特性，是水稻遺傳育種的重要種質(zhì)資源之一。本實(shí)驗(yàn)以Biotin標(biāo)記的藥用野生稻總DNA作探針，未標(biāo)記的栽培稻(Oryzasativa)總DNA作封阻，以HRP-DAB系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)檢測，對(duì)栽培稻與廣西藥用野生稻的雜種F1植株的根尖染色體制片進(jìn)行基因組原位雜交。采用封阻比例1:20-30時(shí)，雜交效果較為理想，藥用野生稻的12條染色體顯深棕色，而栽培稻的12條染色體著色很淺。在有絲分裂間期的細(xì)胞核中，也檢測到大量雜交信號(hào)分布于核的周邊�；蚪M原位雜交鑒定栽培稻與廣西藥用野生稻雜交后代染色體構(gòu)成。

藥用野生稻(OryzapffcinalisWall.exWatt.，染色體組CC，染色體數(shù)2n=24)是寶貴的基因資源庫，自然分布急劇減少。2001年，在云南耿馬孟定遮甸新發(fā)現(xiàn)了1個(gè)藥用野生稻分布點(diǎn)，該地藥用野生稻植株高度可塑性大，可以根據(jù)密度和蔭蔽情況自動(dòng)大幅度調(diào)節(jié)株高；比其它生態(tài)群的結(jié)實(shí)率高；而其自然發(fā)病和人工接種鑒定發(fā)現(xiàn)抗稻瘟病能力中等偏上，抗白葉枯病害能力強(qiáng)，抗螟蟲和稻飛虱能力也很強(qiáng)。品質(zhì)分析結(jié)果表明該居群藥用野生稻蛋白質(zhì)含量比其它野生稻的高，而直鏈淀粉含量偏低，說明品質(zhì)較好。本發(fā)現(xiàn)對(duì)采取有效措施進(jìn)行藥用野生稻原生地保護(hù)，以及試驗(yàn)結(jié)果對(duì)藥用野生稻有利基因的發(fā)掘和利用都有重要參考價(jià)值。

藥用野生稻 - GISH分析鑒定

廣西昭平縣野生稻保護(hù)區(qū)

異源單體附加系是從親緣關(guān)系較遠(yuǎn)或?qū)匍g的一個(gè)物種單條染色體附加到另一個(gè)物種中。栽培稻珍秈97B與藥用野生稻Hy18雜交與連續(xù)回交，在BC2后代中得到一個(gè)藥用野生稻單體附加系。生物素標(biāo)記的藥用野生稻總DNA作為探針，未標(biāo)記的栽培稻總DNA封阻，對(duì)其異源單體系減數(shù)分裂染色體進(jìn)行基因組原位雜交。FISH結(jié)果表明，在栽培稻(AA，2n=24)基因組中附加了一條藥用野生稻染色體，并鑒定為第8號(hào)染色體。研究表明，藥用野生稻異源單體附加系的建立為藥用野生稻的基因組學(xué)和遺傳學(xué)的研究提供一個(gè)新的操作平臺(tái)，而GISH技術(shù)在水稻遠(yuǎn)緣雜交育種中是最準(zhǔn)確有效的染色體鑒定方法。在水稻育種改良中具有重要應(yīng)用前景。

高效液相色譜技術(shù)，研究比較了栽培稻與廣西藥用野生稻的抗褐飛虱HPLC指紋圖譜。結(jié)果表明，藥用野生稻指紋圖譜中既含有與栽培稻抗褐飛虱生物型Ⅱ相關(guān)的峰1、峰2、峰8，又含有與栽培稻抗褐飛虱孟加拉型相關(guān)的峰3、峰5、峰9、峰11，但藥用野生稻中的峰1、峰2、峰3、峰5的含量特別高。前期的結(jié)果表明，峰4與栽培稻對(duì)褐飛虱孟加拉型的抗性呈負(fù)相關(guān)，峰12與栽培稻對(duì)褐飛虱兩種生物型的抗性均呈負(fù)相關(guān)，但廣西藥用野生稻卻幾乎不含峰4和峰12。廣西藥用野生稻的這種既與栽培稻相似，又有它自己鮮明特點(diǎn)的HPLC指紋圖譜特征，使它對(duì)褐飛虱具有廣譜抗性。

藥用野生稻 - 抗稻褐飛虱鑒定

株高5.2M，國內(nèi)有記錄以來藥用野生稻最高大的類型。

從198份藥用野生稻資源中篩選出一批廣譜高抗褐飛虱抗源(其中3份為免疫級(jí))并對(duì)這些抗源進(jìn)行了抗性遺傳研究。研究結(jié)果表明其抗性是受一對(duì)顯性基因控制的。通過離體幼胚培養(yǎng)獲得綠苗，經(jīng)過多代回交和自交，成功地將抗性基因轉(zhuǎn)移到栽培稻中，獲得了高世代(B4F5)株系。同時(shí)利用外源DNA花粉管導(dǎo)入法對(duì)藥用野生稻廣譜高抗褐飛虱基因?qū)朐耘嗟具M(jìn)行了研究，獲得了具有某些性狀的后代。

藥用野生稻是中國境內(nèi)分布的3種野生稻之一，它擁有水稻育種重要的抗性基因，如抗褐飛虱、白背飛虱、白葉枯病基因等。多年來，育種家通過種間雜交結(jié)合生物技術(shù)手段，努力將藥用野生稻抗性基因向栽培稻轉(zhuǎn)移。利用3個(gè)栽培稻優(yōu)良品系與18個(gè)不同編號(hào)的藥用野生稻雜交并回交，在bc2f1群體將11個(gè)單基因轉(zhuǎn)移進(jìn)了栽培稻中，其中褐飛虱和白背飛虱抗性基因位于藥用野生稻第6染色體上。顏輝煌等和鐘代彬等用栽培稻感蟲品種與抗褐飛虱的藥用野生稻雜交，成功轉(zhuǎn)移了藥用野生稻的抗褐飛虱基因。近年來將藥用野生稻的抗褐飛虱、白背飛虱和白葉枯病基因?qū)朐耘嗟�，并利用分子�?biāo)記進(jìn)行了相關(guān)基因的染色體定位，同時(shí)獲得了一些單體附加系。

藥用野生稻屬于CC染色體組，是栽培稻的三級(jí)基因庫，與栽培稻的種間雜交存在嚴(yán)重的生殖隔離。這種生殖隔離使藥用野生稻抗性基因的轉(zhuǎn)移利用面臨相當(dāng)大的困難，雜交當(dāng)代難以獲得雜種種子。報(bào)道以水稻雄性不育系為母本，不經(jīng)幼胚培養(yǎng)直接獲得了栽培稻與藥用野生稻雜種F1種子，但包括其他類型非AA組野生稻在內(nèi)的有關(guān)栽培稻與野生稻的種間雜交都是需要做相當(dāng)大量的雜交結(jié)合幼胚拯救，才能獲得少量的雜種植株。因此，為了提高藥用野生稻等非AA組野生稻有利基因轉(zhuǎn)移利用的效果，加速稻屬遠(yuǎn)緣雜交育種的進(jìn)程，有必要探索栽培稻與野生稻的種間雜交新方法。本文報(bào)道栽培稻在同源四倍體和二倍體的倍性條件下與藥用野生稻種間雜交的結(jié)實(shí)及雜種胚胎胚乳發(fā)育的比較胚胎學(xué)，以期為開展栽培稻與不同染色體組野生稻種間雜交障礙機(jī)理的研究及有效雜交體系的建立提供依據(jù)。

藥用野生稻 - 瀕危及保護(hù)

保護(hù)價(jià)值
曾報(bào)道藥用野生稻與栽培稻有基因交換的類型。為了豐富栽培稻的種質(zhì)資源，提供育種的遺傳材料，而須加以收集和保護(hù)。

保護(hù)措施
在藥用野稻產(chǎn)地作適應(yīng)保護(hù)。栽培要點(diǎn)一般在9-10月抽穗結(jié)實(shí)，種子極易脫落，需要適時(shí)收集，隨熟隨采，曬干，儲(chǔ)存至翌年4月初播種繁殖。

藥用野生稻 - 植物進(jìn)化史

藥用野生稻(OryzarufipogonGriff.)是亞洲栽培稻(OryzasativaL.)最近緣的野生種，是公認(rèn)的亞洲栽培稻的祖先。由于長期處于野生狀態(tài)，經(jīng)受各種災(zāi)害和環(huán)境的自然選擇，形成了豐富的變異類型，對(duì)水稻病蟲害有較強(qiáng)的抗性，對(duì)環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，并具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、氮磷高效利用、廣親和及雄性不育等優(yōu)良基因，是水稻育種和改良的重要遺傳資源。

中國是藥用野生稻的遺傳多樣性中心之一。在長期的自然演變過程中，藥用野生稻居群內(nèi)任何個(gè)體任何位點(diǎn)上的遺傳變異都會(huì)在居群內(nèi)累積，因此，藥用野生稻的居群遺傳結(jié)構(gòu)具有高度的異質(zhì)性，即同一居群不同個(gè)體間基因型往往不同。研究藥用野生稻的居群遺傳結(jié)構(gòu)，不僅可以揭示其進(jìn)化歷史，探討其稀有或?yàn)l危機(jī)制，為制定保護(hù)策略提供科學(xué)依據(jù)，而且能夠?yàn)樵耘嗟镜姆N質(zhì)創(chuàng)新和遺傳改良提供優(yōu)異的基因。

藥用野生稻 - 參考文獻(xiàn)

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  本文關(guān)鍵詞：野生稻，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：40527