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贵州地方水稻广亲和资源筛选.pdf

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资源描述

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

26、299泥弯铜鼓本地糯403301大颗糯-2302空子禾敦寨常规稻406304敦寨高杆糯407305基佑禾糯谷408大坪麻谷-1409基佑本地糯410308本地摘糯-1411长毛糯谷4121.2.2广亲和分子标记qh2的引物设计与合成在NCBI中收索S5(登录号EU889293)、S5(登录号EU889295)和S5(登录号EU889294)的基因序列,根据S5与S5i、S5i 间存在136 bp序列差异,用序号No.田坎糯黑糯米4479长顺黑糯米-2582守家糯480本地糯米-2481夹糯-1482九月黄483本地黑糯米484本地折糯-2485红壳糯米486长芒糯-1487双桂488红粘489

27、摆忙糯米490高杆糯-5491390甲登早市香-1493391龙昌折糯494黑糯米-5497早熟红糯米498冯米499晚黑糯500圆粒打糯501打黑糯502400打高糯长粒打糯504402旱稻硬稻404桂朝-3405小颗米摘糯黔育青杆糯黄丝糯-2麻粘-1糯谷-9围稻515名称Name序号No.Name478桂朝4黄壳糯红糯米80-81本地黑糯586搞糯-2587旱谷588黑糯589黑糯590双龙旱红糯591AC1592AC2593AC3594AC4595AC5596AC6597AC7598AC8599AC9600AC10601AC11602AC12603AC13604AC14605503AC1

28、5AC16505AC17506AC18507AC19508AC20509AC21510AC22511AC23512AC24513AC25514AC26AC27名称序号No.581583584585606607608609610611612613名称NameAC93AC94AC95AC96AC97AC98AC99AC100AC101AC102AC104AC105AC106AC107AC108AC109AC110AC111AC112AC113AC114AC115AC116AC118AC119AC120AC121AC122AC123南京11N220242893112148Primer Premier

29、6设计引物,使其扩增的产物大小适中。引物由擎科生物公司合成。1.2.3贵州禾种质资源S5的筛选(1)DNA提取、PCR扩增及电泳。采幼嫩叶片利用CTAB法提取植物DNA。利用分子标记qh进行PCR扩增后,进行聚丙稀酰胺电泳,1%琼脂糖凝胶电泳,再以紫外凝胶成像系统拍照。(2)PCR产物测序。为明确qh引物扩增的产物为广亲和基因S5的特异性扩增,由擎科生物公司使用qh引物对筛选出的8 份材料的PCR产物进行双向测序,并将测序结果与NCBI中下载的S5(登录号EU889293)和S5(登录号EU889295)序列进行比对。(3)S5基因型分析标记。ORF3-F(5-A C-CCACCTTGGTTC

30、ATCGTC-3),O RF3-R(5-T T CCCGTCCTCTACCTGTTG-3),基因型为“+PCR产物大小为133bp,基因为“_”PCR产物大小为12 0 bp;ORF4-F(5-G A A CA CCT CG A A T A A G CT-3),O RF4-R(5-CTGCTGCCTCTGTGTCTA-3),基因型为“+”PCR产物大小为12 8 bp,基因型为“_”PCR产物大小为117 bp。2丝结果与分析2.1广亲和分子标记qh的开发根据S5与S5i、S5i 序列之间存在的136 bp序列差异,在基因序列缺失两侧使用PrimerPremier6设计引物qh-F(5-CAA

31、CCCATTTCCTTTCCTAC-3)M2000bp1000bp750bp500bp250 bp100 bpFig.3Mapping of PCR amplification results of qh primers on selecting Guizhou germplasm resources西南农业学报M2000bp1000bp750bp500bp250bp100 bpM为Marker,编号与表1序号对应。下同。M:Marker.The number in the figure corresponds to table 1.Thesame as below.Fig.1 Mapping

32、 of qh molecular marker test result和qh-R(5-T A T A A T A T CT T CT CC G A T CC-3),含有广亲和基因S5的材料扩增片段为38 9bp,不含广亲和基因S5的材料扩增片段为52 5bp。合成引物后,使用0 2 42 8、9311及92、98、2 2 4、2 33、2 8 2 等试验材料进行扩增及琼脂糖电泳,qh分子标记检测结果如图1,能明显区分含有S5基因的0 2 42 8 和不含有S5基因的9311;明显检测出试验材料中含S5基因的糯旱谷-1(编号98)、旱谷(编号2 33)和八百粒(编号2 8 2),及不含S5基因的

33、糯谷-5(编号92)和红麻粘(编号2 2 4)等材料。说明,qh分子标记能很好地区分S5基因。2.2贵州水稻种质资源S5的筛选2.2.1贵州禾种质从图2 看出,贵州禾资源的电泳条带与不含 S5基因的对照9 311 相同。说明,121份贵州禾中不存在含有S5基因的资源。024289311569570571572573574575576577578579580581582583584585586图2 qh引物对部分贵州禾资源PCR扩增结果图谱Fig.2 Mapping of PCR amplification results of qh primers on selecting Guizhou r

34、ice resourcesM2000bp1000bp750bp500bp250bp100 bp36卷02428931192 98224233282图1qh分子标记检测结果图谱0242893118286图3qh引物对部分贵州种质资源PCR扩增结果图谱929822122223327727828228310期吴朝昕等:贵州地方水稻广亲和资源筛选SSHCAACCCATTTCCTTTCCTACCTTTGACTCCCTCCCTCCCCCTCACCAAGCAACAAAGAAACAAAGAACCGATTAAATTTCCTTAATCCSSJ CAACCCATTTCCTTTCCTACCTTTCACTCCCTCCC

35、TCCCCCTCACCAACCAACAAACAAAGAAACAACCGATTAAATTTCCTCCCTCCTACGAATCCTGC98 CAACCCATTTCCTTTCCTACCTTTCACTCCCTCCCTGCCCCTGACCAAGCAAGAAAGAAAGAAAGAAGGGATTAAATTTCCTTAATCC15I CAACCCATTTCCTTTCCTACGTTTGACTGCCTGCCTCCCCCTGACCAAGCAAGAAAGAAAGAAACAAGGGATTAAATTTGCTTAATCC.S51S5jCCCTGAGTAACAATGACTGACTTTTAAITTGTTTGCAGCTAGGGT

36、GGGGATCGAGATGGTGATCTTGGAGCAGCCACAGCTCCTCCTTCTTCTTCTTCTT98151S51SS;CTTCTACCAGCTCCAGCTCCAACCCCCCCCACACCACCCCACCACCACTTCGAGTCTCCCTCCTCCATCTTCCCTAAGTACCAAACCACACTATGACATT 30098-.CCCCCCACACCACCCCACCACCACTTCCACTCTCCCTCCTCCATCTTCCCTAACTACCAAACCACACTATCACATT164151.CCCCCCACACCACCCCACCACCAGTTCCACTCTCCCTCCTCCA

37、TCTTCCCTAACTACCAAACCACACTATGACATT164S51 CACCAATCCATGTCATCATCTATCACTCCCTTTCTCTTCCCTACATTACATACTCTCCCTGTGTTTACCTACTGTACCCGTCTTCAATTCAATTTCCTCT 264SS CACGAATCCATGTCATGATCTATCACTCCCTTTCTCTTCCCTACATTACATACTCTCCCTCTGTTTACCTACTCTACCCCTCTTCAATTCAATTTGCTGT 40098 CACCAATCCATGTCATCATCTATCACTCCCTTTGTCTTCCCTACAT

38、TACATACTCTCCCTCICTTTACCTACTCTACCCCTCTTCAATTCAATTTCCTGT 264151 CACGAATCCATGTCATGATCTATCACTCCCTTTGTCTTCGCTACATTACATACTCTGCCTCTCTTTACCTACTCTACCCCTCTTCAATTCAATTTCCTGT 264S TCCCTCCCCCCCTTTCCCCAACCCCCCTCTAGTAGTATCATAAAAGTACCAGTACATCTTTAATTTCCCCCCCCAAAACTCCTCCTACTCCTACATCTTT3364SSjICCCTCCCCCCCTTTCCCCAACCCC

39、CCTCTAGTAGTATCATAAAAGTACCAGTAGATCTTTAATTTCCCCCCCGAAAACTCCTCCTAGTCCIAGATCTTT50098 TCCCTCCCCCCCTTTCCCGAAGCCCCCTCTAGTAGTATCATAAAAGTAGCACTAGATCTTTAATTTCCCCCCCCAAAACTCCTCCTAGTCCTAGATCTTT364151TGCCTCCCCCCCTTTCCCCAAGCCCCCTCTAGTAGTATCATAAAAGTACGACTAGATCTTTAATTTCCCCCCCGAAAACTCCTCCTAGTCGTAGATCTTT364SSUCGCTCCC

40、ATCGGACAAGATATTATA389SSjGCCTCGCATCCGACAAGATATTATA62598CCCTCGCATCCGAGAAGATATTATA38915ICCCTCCCATCCGAGAACATATTATA389圆点表示S5缺失的碱基。The dot indicates the deletion in S5.图4亲和材料与S5和S5i的共线性Fig.4Collinearity among compatibility materials,S5 and S5ji2149881008888882008888.CGCCCCACACCACCCCACCACGAGTTCGACTCTCCCTCC

41、TCCATCTTCCCTAACTACCAAACCACAGTATCACATT164150bpjing1102482N22Nan98151 233239 244249282 356Nan02482N2298jingll151233239244249282356100bp50bpFig.5 Mapping of amplification results of ORF3 and ORF4 PCR genotype of 8 wide-compatibility materials at S5 site2.2.2地方水稻利用qh引物对48 8 份贵州种质资源进行PCR扩增,从中筛选出糯旱谷-1(98)

42、、本地燕麦谷(151)、旱谷(2 33)、纳包糯旱稻2 号(2 39)弼佑旱稻(2 44)、双江旱稻(2 49)、八百粒(2 8 2)和旱禾-3(36 5)共8 份含有S5基因的材料(图3)。2.38份贵州种质资源的广亲和基因分析从图4看出,8 份筛选出的材料携带的S5基因序列与 NCBI上登录的 S5基因序列完全一致,表明,qh分子标记筛选结果准确。对8 份材料的S5基因全长序列测序发现,其中编号2 8 2 材料在第二外显子连续缺失10 bp。从图5看出,使用ORF3引物扩增的8 份广亲和材料条带与0 2 42 8 相同,同为“+”类型;使用ORF4引物扩增的8 份广亲和材料中仅有八百粒(编

43、号2 8 2)与Nanjingl1和N22相同,为“”类型,其余7 份广亲和材料与0 2 42 8 相同,同为“+”类型。即8 份材料的S5基因型分别为糯旱谷-1(+n)、本地燕麦谷(+n)、旱谷(+n)纳包糯旱稻2 号(+n)、弼佑旱稻(+n)、双OFR3图58 份亲和材料S5位点ORF3和ORF4基因型扩增结果图谱OFR4江旱稻(+n)、八百粒(+-n)和旱禾-3(+n)。3 讨 论广亲和品种与、梗稻杂交可产生育性正常的后代,筛选含有广亲和基因的品种对水稻梗杂交是十分重要的工作。米甲明15 将S5位点的各类等位基因组合进行杂交发现,基因型 ORF3+ORF4ORF5-/能与S5位点的12

44、类等位基因组合杂交亲和,因此将基因型ORF3+ORF4ORF5-命名为广谱性广亲和基因(Broad-WCG。本研究中筛选出的8 份广亲和材料中,八百粒(编号2 8 2)的基因型为ORF3*ORF4-ORF5,是广谱性广亲和品种。Chen等10 报道,S5基因缺少136 bp导致基因功能丧失功能,因此含有S5基因的品种与釉梗杂交的杂种胚囊可育,并预测S5基因其余位置如何突变均不影响其克服梗杂交不育。全静飞等16 1根据48 份材料的S5序列多态性统计结果,将S5变异分为16 类;对第二外显子10 碱基缺失材料进行釉梗杂交测验发现,第二外显子10 碱基的缺失不2150会影响梗杂交后代育性。本研究对

45、八百粒S5”基因进行全长测序分析发现,八百粒(编号2 8 2)的S5基因变异类型属全静飞等16 报道的第14类,说明八百粒(编号2 8 2)是广谱性广亲和品种,不会因为其第二外显子10 碱基的缺失而影响其克服梗杂交不育,表明八百粒(编号2 8 2)是应用于杂交的潜在优良材料。4结论贵州地处云贵高原,存在交错地带,拥有丰富的稻种资源。对收集到的6 0 9 份贵州地方水稻资源,以qh广亲和基因标记进行筛选,从中筛选出糯旱谷-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 份含有广亲和基因的品种。其中,八百粒(编号2 8 2)为广谱性广亲和品种,是应用于梗杂交的潜在

46、优良材料。参考文献:1欧阳亦聘.水稻釉梗杂种不育与广亲和J.科学通报,2 0 16,6 1(35):3833-3841.2马琳,余显权.贵州省特殊水稻资源禾的研究进展J.贵州农业科学,2 0 0 9,37(5):1-3.3张建冲,杨翠,杨世丽,等.贵州地方水稻种质的SSR遗传多样性及群体结构分析J.分子植物育种,2 0 2 2,2 0(11):36 6 4-3676.【4 龙武华,姜雪,李祖军,等.贵州禾资源抗性基因分子标记检测分析J/0L.分子植物育种,2 0 2 2:1-152 0 2 2-0 8-16 .ht-tp:/ 0 0 7(2):31-33.6 Ikehashi H,Araki

47、H.Variety screening of compatibility types revealedin F1 fertility of distant cross in riceJ.Japanese Journal of Breed-ing,1984,34(3):304-313.7JIkehashi H,Araki H.Genetics of F1 sterility in remote crosses of riceC/Rice Genetics Collection.Manila:IRRI,1986:119-130.8Qiu S Q,Liu K D,Jiang J X,et al.De

48、limitation of the rice wide com-patibility gene S5 to a 40 kb DNA fragment J.Theoretical and Ap-plied Genetics,2005,111(6):1080-1086.9Ji Q,Lu J F,Chao Q,et al.Delimiting a rice wide-compatibility geneS5 to a 50 kb regionJ.Theoretical and Applied Genetics,2005,111(8):1495-1503.10 Chen J J,Ding J H,Ou

49、yang Y D,et al.A triallelic system of S5 is amajor regulator of the reproductive barrier and compatibility of indica-japonica hybrids in rice J.Proceedings of the National Academy ofSciences USA,2008,105(32):11436-11441.11 Yang J Y,Zhao X B,Cheng K,et al.A killer-protector system regu-lates both hyb

50、rid sterility and segregation distortion in rice J.Sci-ence,2012,337(6100):1336-1340.12 杨杰,王军,曹卿,等.水稻广亲和基因S5的功能标记开发及其应用J.作物学报,2 0 0 9,35(11):2 0 0 0-2 0 0 7.13姚国新,但志武,鲁旭东,等.普通野生稻(0.rufipogon)微核心种质中广亲和基因S5的检测与分析J.河南农业科学,2 0 14,43(1):11-14.14徐华山,周雷,蒋医蔚,等.广亲和基因 S5在水稻核心种质资源中的分布研究J.现代农业科技,2 0 17(2 1):33-

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