菰在水稻育种中的研究进展
水稻基因功能和分子育种的研究进展
水稻基因功能和分子育种的研究进展随着人口的不断增长，粮食的需求也在不断上升。
在如何提高粮食产量方面，农业科技的作用一直是不可忽视的。
在水稻栽培中，遗传改良一直是一个重要的研究方向，因为水稻是许多人的主要粮食来源。
基因功能和分子育种的研究，为实现高产优质水稻的目标提供了新的追求。
本文将介绍水稻基因功能以及分子育种的研究进展。
一、基因功能的探究从人类基因组计划开始，基因测序和基因功能的研究已经成为了整个生命科学中必不可少的一个领域。
在20世纪60年代，稻米开始成为基因改良的对象，并成为一些实验室的研究人员的关注点。
当然在那个时候，还不可能进行广泛的基因测序和分析，因为许多必要的技术和工具还未被发明。
因此，在这个时候，探究基因功能的方法主要是基于随机诱变的筛选设计，以及与整合数据库时代相比更为原始的生物学技术。
但在1980年左右，技术进步和计算能力的提高使得基因测序变得越来越容易。
导致研究集中在了单基因疾病的研究中，同时，在水稻的研究方面，也以此为基础。
因此，对非许多基因的功能进行长期研究成为了一种必要的选择。
大多数的研究的结果都是基于遗传改良领域从其他的研究中已经被证实的方案转移到水稻种植中。
随着时间的推移，基因功能研究的技术也不断改进和更新，不断产生更新的重大成果。
遗传变异测序成为一个更加完善的方法和工具，可以进一步帮助我们精细化地了解基因与染色体交互作用，以及它们在实现遗传多样性和发展中的作用。
二、分子育种的应用分子育种的研究是栽培优化的积累了长期的基础，分子育种要比传统的育种方法更准确和可靠。
创造变异体只是育种的第一步，如何确定抗性基因、环境适应性、产量等性状就成了育种的多步骤。
由于分子生物学和基因组学的不断发展，现代育种与传统的育种方法已经大有不同。
与传统育种方法相比，分子育种可以更快，更容易关注种植与植物物质代谢关系的生物过程。
另外，现代分子育种将农业生产和技术处理的素材提供给了第二个生产阶段。
水稻基因组和遗传育种的研究进展
水稻基因组和遗传育种的研究进展水稻，作为世界上最为重要的粮食作物之一，一直以来都受到人们的重视。
为了提高水稻的产量和质量，科学家们不断探索水稻的基因组和遗传育种，取得了许多研究进展。
第一部分：水稻基因组的研究进展1.1高质量水稻基因组测序和注释2002年，国际水稻基因组组织(IRGSP)启动了水稻基因组测序工作，历时十年，于2012年公布了高质量水稻基因组序列。
该项目不仅提供了水稻基因组的底图，也为全球的水稻研究工作提供了重要的资源。
除了基因组测序，对基因组的注释也至关重要。
2018年，中国、日本、美国等国的科学家们联合发表了一篇名为“HostPathogen”(Waxman)，通过整合多种表达组学数据，对水稻基因组的注释进行了更新，共发现了14614个新的基因，有效地促进了水稻基因组研究的深入。
1.2水稻基因组结构和功能特点的研究水稻基因组大小为389Mb，包含大约4.29万个基因。
其中，基因密度比拟其他植物要大，基因的组织分布也呈现出显著的区分。
此外，水稻的基因序列中还含有许多支配了基因表达和基因功能的调控因子，如调控元件、非编码RNA等。
这些结构和特点的研究有助于更深层次的解析水稻的遗传机制。
第二部分：水稻遗传育种的研究进展2.1利用基因编辑技术改良水稻水稻主要遗传特征的研究为利用基因编辑技术改良水稻提供了核心思路。
近年来，科学家们通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，针对水稻各个方面的遗传特征进行了深入的研究。
其中具有代表性的成果有：（1）使水稻茎粗略化的“SNU-16”基因的敲除，使其茎干更粗壮，抗风能力更强；（2）针对水稻的“脱粒非白化”基因进行靶向基因编辑，在保持其他基因不变的情况下，成功实现了水稻产量的提升。
2.2水稻病虫害抗性的研究水稻的病虫害是影响水稻丰产的主要因素之一。
研究表明，水稻的病虫害抗性主要由多个基因共同作用而得。
因此，为了实现水稻病虫害抗性的提升，科学家们也探寻了许多新的遗传调控方法。
水稻新品种通育256选育报告
质、 抗病、 高 产 品种通育 １ ２ ０为母 本 ， 以珍 富 １ ０号
为父 本 进行 杂交 ， Ｆ １ － Ｆ ６ （ １ ９ ９ ９年－ ２ ０ ０ ４年 ） 杂 交后
代 出现分离 ， 通 过集 团育种 方法 和 田间鉴定 选择 ， Ｆ ～ Ｆ 。 （ ２ ０ ０ ５年 ￣ ２ ０ ０ ６年 ） 选 育 出优 良稳 定 株 系 ， 并 进行米 质 分析 ， Ｆ ９ 一 Ｆ ， 。（ ２ ０ ０ ７年￣ ２ ０ ０ ９年 ）进 行 产
（ ＭＲ） 对穗 瘟表 现 中抗 （ Ｍ Ｒ） 。２ ０ １ ０年￣ ２ ０ １ ２年 ，
在２ ２个 纹枯病 田间 自然诱 发有 效鉴定 点 中 ， 最 高
病 级 ３级 ， 表现 抗 （ Ｒ） 。
基金项 目： 现 代农 业产 业 技 术 体 系 建设 专 项 资 金 资 助 。
收稿日 期： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ０
新
左右 ， 补肥 ３ ０ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ 。 左右 ， 穗肥 ３ ０ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ 左 右
晚熟品种 。 生育期 １ ４ ４ ｄ ， 需 ≥ｌ ０℃积温 ２ ９ ５ ０
℃＝ 左右 。 ２ ． ２ 植株 形态 及穗部 性状
１ ９ ７ ２年 通 化 市农 业 科 学 研 究 院 开 始从 事 菰 稻 远
缘 杂交 研 究 ， 采 用远 缘 杂交 技 术 “ 复 态导 入 法 ” 将 野 生植 物 “ 菰” 的基 因导 入 到水 稻 品种 “ 松前 ” 中， 得 到 了丰富 的转菰 后代 材料 。 利用 这些 材料 ， 通化
株高 １ ０ ３ ． ０ ｅ ｍ， 株 型适 中 ， 叶片 上举 ， 茎 叶绿
色， 分 蘖 力 中等 ， 有效穗数 ２ ７ ． Ｏ万 穗／ ６ ６ ７ ｍ ２ ， 活 秆 成熟 。穗长 １ ８ ． ８ ｅ ｍ， 半 弯穗型 ， 主蘖 穗整 齐 ， 平
我国水稻育种研究进程与发展方向探析
我国水稻育种研究进程与发展方向探析作者：冼霖杨蒙来源：《山西农经》 2018年第22期摘要：水稻是当前我国主要的粮食作物之一，种植面积和产量在我国粮食作物中位居首位。
保证水稻产量，对促进我国农业发展和解决我国粮食问题有很大帮助。
介绍了近年来我国水稻遗传育种经历的3个重要历程，指出了我国水稻育种未来的发展方向。
关键词：水稻遗传育种；历程；发展方向文章编号：1004-7026（2018）22-0066-01中国图书分类号：S511文献标志码：A水稻是重要的粮食作物，在全世界粮食作物种植中占有很大的比重。
我国耕地面积有限，想要依靠扩大种植面积来增加水稻的产量是不可行的。
为了满足人们对水稻的需求，我国大量依赖农药化肥提高水稻产量。
这种生产模式严重破坏了生态环境，不可以长久使用。
想要发展绿色水稻产业，就需要培育能够适应生态环境的高产新品种。
1 水稻遗传育种历程1.1 矮化育种我国的水稻品种基本都是高秆类型。
遇到大风天气，水稻容易发生倒伏，不能保证正常的产量。
因此，培育矮秆类型的水稻品种是我国水稻育种急需解决的问题。
在20世纪50年代，我国育种专家以广西水稻品种“矮仔占”为材料，选育出“矮仔占4号”，并与高秆品种“广场13”进行杂交，培训出第一个矮秆籼稻品种“广场矮”。
1.2 杂种优势利用杂种优势是指一个物种的不同品种或者物种间的杂交后代的生物量、发育速度和产量的表型值优于两个亲本的现象[1]。
20世纪50年代，世界各国开始研究杂交稻，我国于20世纪60年代开始从事杂交稻研究。
1966年，袁隆平提出利用雄性不育制备杂交稻的设想，并首次育成了生产上所能应用的强优势杂交稻。
在袁隆平主持培育“超级稻”计划期间，先后培育出一批强优势杂交新品种，使杂交水稻得以大规模种植。
研究发现，与近缘亲本系相比，杂交水稻品种产量优势为10％～20％。
1.3 超级稻育成1996年我国开始启动超级稻研究。
近20年来，我国水稻单产有了大幅度提高。
水稻育种的新技术与新方法
水稻育种的新技术与新方法一、引言水稻是全球重要的食用谷物之一，如何提高水稻产量、优化品质一直是水稻育种的热点问题。
近年来，随着科学技术的不断进步，新技术和新方法的不断涌现，为水稻育种提供了更加丰富的手段和选择。
本文将着重介绍水稻育种中的新技术和新方法，并探讨其应用前景。
二、分子标记技术在水稻育种中的应用分子标记技术是一种基因工程技术，利用分子生物学技术对种质资源进行分子标记，为育种提供一个新的选择手段。
在水稻育种中，分子标记技术主要有两种应用方式：一是对基因型鉴定，即通过酶切片段长度多态性（RFLP）、序列特异性扩增（SSR）和单核苷酸多态性（SNP）等标记技术对水稻种质进行基因型鉴定，实现育种的精准选择；二是对基因功能研究，即通过分子标记技术对水稻主要农艺性状相关基因进行筛选和鉴定，为优异基因的转化和应用提供科学依据。
三、转录组学技术在水稻育种中的应用转录组学技术是一种研究生物体内所有基因表达状况的高通量技术，可以全面解析种质资源的基因表达差异和调控机制，为水稻育种提供一种新的系统性、高效性手段。
通过转录组学技术，可以快速鉴定优质高产的水稻种质，筛选出高表达的关键基因，进而实现农艺性状优化或基因改良。
同时，转录组学技术还可以加速不同基因型之间的功能差异分析，揭示水稻适应环境的分子机制，为选配更优秀的基因组合提供理论基础。
四、基因编辑技术在水稻育种中的应用基因编辑技术是一种新兴的分子生物学技术，可以实现对基因组特定位点进行准确编辑、插入或删除，为育种提供一个高效的基因改良方法。
在水稻育种中，基因编辑技术的应用主要包括电穿孔法、CRISPR-Cas9和TALEN等技术。
此外，基因编辑技术还可以实现优质水稻品种在不同地区的适应性改良、耐盐碱性和耐病性的提高等方面的应用。
五、遗传多样性保护在水稻育种中的应用遗传多样性保护是现代农业发展的重要方向之一，也是水稻育种的需求之一。
在中国，水稻资源种类多样、数量丰富，但同时还受到了基因资源保护不足的问题。
第五代超级杂交水稻试验 早季亩产最高738.5公斤
作 物—— 茭 白。该菌 一寄主共 生关系 ，为研究宿 主在
病 原体 长期侵 染下基 因组 的适应性 分化提 供 了一 个难 得 的遗传材料 。
袁 隆平在 现场 接受新 华社 记者 采访 时说 ，已在全 国选取 了 ３ ８ 个点进行 第五代超级杂交水稻 的培育研究 。 兴 宁市 “ 华 南双季 超级 稻年 亩产 三千 斤技 术攻 关”项
目是第五代超级杂交水稻 的试验 点之一 。
近 日，由 中国水 稻研究 所郭 龙彪研究 员和浙 江大
学 樊龙江 教授 等 团队开 展合 作研究 ，通过 野生菰 和茭 白基 因组 测序 以及 转录组 分析 ，共 预测到 ４ ３ ０ ０ ０多个 菰 基 因，其 中包 含大 量核 苷酸结 合 位点 （ ＮＢ Ｓ ）类 抗
市对 “ 杂 交 水稻 之父 ”袁 隆平 团 队主 持 的 “ 华南 双季
超 级稻 年亩 产 三千斤 技术 ”的攻 关项 目进 行验 收 。经
到 黑粉 真菌侵 染 ，形成 长期共 生 关系 ；受侵 染 的菰可
以形成 可食 用 的鲜嫩膨 大茎 ，被我们祖 先 驯化成 蔬菜
现场测产后 ，专家组 宣布该项 目早季平 均亩产 为 ７ ０ ３ ． ９
突破 。 （ 解放日报）
性基 因；发现其 与水稻 有高度 基 因组共 线性 ，共 鉴定 出共 线性 模块 １ ４ ９ ８ 个 ，涵盖 ５ ０ ． ９ ％菰基 因组基 因。
通 过 比较基 因组分析 ，揭示 了宿主 茭 白基 因组抗 性免 疫 受体 因子相 关基 因大量 缺失和抑 制是有 益菌 一寄主 长期共生 的关键 。 相 关研 究成果 在线 发表在 国 际知名 刊物 （ （ 植 物杂
水稻育种技术的研究
水稻育种技术的研究水稻是我国人民的主要粮食作物之一，其栽培历史可追溯到数千年前的黄河流域。
如今，随着国家现代化进程的加速，对于水稻生产高产、多产的要求也越来越高。
针对这种情况，水稻育种技术已经成为当前科学研究领域中的一个热门话题。
本文将探讨水稻育种技术的研究进展及未来的展望。
一、水稻育种技术的历史自20世纪50年代以来，人们开始了解水稻育种技术，这项工作在20世纪60年代迅速发展。
水稻育种技术涉及到各个方面的学科，例如生物学、农学、化学等等。
通过栽培新的高产高效的水稻品种，可以为我国的农业生产提供更多的帮助，带来更好的社会效益。
二、水稻育种技术的现状近年来，我国在水稻育种技术方面已经取得了许多重大的成果。
例如利用分子生物学技术对水稻基因进行研究，开发出可耐受低温和干旱的新品种。
此外，人工智能技术也为水稻育种带来了新的突破。
通过使用计算机模型进行水稻育种，可以大大缩短研究周期，并提高精度和效率。
三、未来的展望随着科学技术的不断发展，未来水稻育种技术也会不断更新。
例如针对日益严峻的气候变化，将会开发出更加相应的高温耐性、干旱耐性和抗病性的品种。
同时，将会探索出更优秀的基因编辑工具，为水稻育种提供更广的应用范围。
四、水稻育种技术的意义水稻育种技术对于多方面的意义十分重大。
通过改良水稻品种的产量和品质，可以提高我国的粮食自给率，从而保证粮食供应的稳定性。
同时，水稻育种技术的发展还可以增加农民的收入，提高农业生产的经济水平。
值得一提的是，水稻育种技术还可以使我国的农业产业更加现代化，向着更加社会化和高效化的方向发展。
综上所述，水稻育种技术的研究目前正处于一个高速发展的阶段，其意义和贡献不可低估。
通过持续的研究和发展，相信未来水稻育种技术一定会实现更重大的突破。
水稻分子育种技术研究
水稻分子育种技术研究一、引言水稻作为全球主要的粮食作物之一，其育种技术的研究一直受到广泛关注。
随着分子生物学技术的不断发展和普及，分子育种技术已经成为水稻育种的重要手段之一。
本文将围绕水稻的分子育种技术展开讨论，探究其在水稻育种中的应用和前景。
二、水稻分子育种技术的概念水稻分子育种技术是一种基于水稻遗传基因组信息的育种方法，它利用分子生物学技术分析水稻外部表型与内部基因组之间的关系，为选育水稻新品种提供依据。
相比传统的育种方法，分子育种技术可以大大加速水稻的品种改良过程，并且在保证育种效果的同时，减少了对环境和资源的依赖。
三、水稻分子育种技术的主要方法水稻分子育种技术的主要方法包括：1. 基因组学基因组学是水稻分子育种技术的核心。
通过对水稻基因组序列的分析和研究，可以深入了解水稻的基因组结构和功能，探究各种基因的作用和表达规律，为选育新品种提供关键的信息。
基因组学的主要技术包括基因组测序、基因组注释和基因组比较等。
2. 分子标记辅助选择分子标记辅助选择是水稻分子育种技术的另一种重要手段。
它利用特定的分子标记检测水稻品种的遗传差异，确定不同品种的遗传基因型，选择与目标性状相关的遗传基因，并对水稻种质资源进行评估和筛选。
分子标记辅助选择主要包括单核苷酸多态性标记、序列标记、核酸序列多态性标记等。
3. 转基因育种转基因育种是水稻分子育种技术的重要组成部分。
它采用基因工程技术将目标基因转移到水稻株中，从而改变水稻的遗传特征，提高水稻的产量和品质等。
转基因育种技术主要包括基因克隆、基因转移、基因表达和基因组稳定性等。
四、水稻分子育种技术的应用水稻分子育种技术在水稻选育中的应用主要包括以下几个方面：1. 高产优质抗病新品种的选育利用水稻分子育种技术，可以筛选出生长快、产量高、耐冷、抗病等一系列优质性状的水稻新品种。
这些新品种不仅可以提高水稻的产量和品质，还可以有效地抵抗各种逆境和病害。
2. 遗传多样性的评估和利用水稻分子育种技术可以更准确地评估水稻种质资源的遗传多样性，发现新的基因和性状，充分利用和保护稻种资源，推动水稻品种改良和发展。
水稻杂交育种技术研究的现状与发展趋势
水稻杂交育种技术研究的现状与发展趋势水稻作为我国的主要粮食作物之一，一直以来都吸引着很多科学家的研究。
为了满足日益增长的人口需求，人们追求更高产、更高质的水稻品种。
杂交育种技术是目前水稻育种的重要手段，其研究现状和发展趋势将决定我国水稻育种的未来方向。
一、水稻杂交育种技术概述杂交育种技术是指将两个不同的优良亲本杂交，通过配合优良基因而形成的优良杂种。
对于水稻，杂交育种技术主要分平交杂交和三系杂交两种方式。
平交杂交是指选配两个亲本，只有一个杂种父本，通过手工人工将其杂交后培育种子，获得杂交后代。
这种方式的优点在于穿杂率高，适用于矮秆大粒水稻品种；不足之处则在于人工可能出错，如选择亲本不当、杂交过程遇到自然灾害等因素均可能导致杂交失败。
三系杂交则是在平交杂交的基础上进一步发展的方法，即采用三个亲本进行杂交，包括一种细胞线、两个不具备自交育性的系亲本。
这种方法的优点在于减少了自交杂交、提高了杂种稳定性，且适用于任何形态的水稻品种；不足之处则在于投入高、培育周期长、科研人员需具备较高的技术水平和经验。
二、水稻杂交育种技术的现状在我国，水稻作为重要的粮食作物，一直以来都是政府关注和科学家研究的重点。
专家通过多年的研究和实践，发现平交杂交和三系杂交两种方式皆有优点和不足，需要根据自身需求和条件而灵活选择。
目前，以平交杂交为主流的生产厂家，大部分生产高产大晚稻，口感较好且容易储藏，运输方便，受到了市场的青睐。
除以上两种杂交方式外，还有其他方法，如逆育种、基因工程等，这些技术不仅加速了水稻品种的培育过程，同时还增强了水稻的抗病、抗逆性、提高了品质。
三、水稻杂交育种技术的发展趋势随着科技的不断更新，水稻杂交育种技术发展迅速，不断涌现新的技术和思路。
未来，水稻杂交育种技术的发展将呈现以下趋势：1. 进一步绿色化和高效化。
未来的水稻育种将更加注重对环境和生态的保护，杂交育种的过程将更加依赖于数字化和智能化的手段，从而大幅提高育种效率。
水稻遗传育种的研究现状及其未来展望
水稻遗传育种的研究现状及其未来展望水稻是我国的主要粮食作物之一，也是全世界最重要的粮食作物之一。
在全球人口不断增长的情况下，如何提高粮食产量已经成为全球关注的问题。
水稻遗传育种正成为解决该问题的重要途径。
一、水稻遗传育种的研究现状1. 高产优质水稻品种的培育自20世纪70年代起，我国在遗传育种领域积极探索，先后培育了“云南农1号”、“华中农2号”、“苏优7号”等一批优良水稻品种。
这些品种均展现了优异的性状和高产性特点，在全国各地得到广泛应用。
目前，我国正在以“超级稻”为代表，推动遗传育种的深入发展和水稻产业的升级。
2. 全基因组序列技术在水稻遗传育种中的应用全基因组测序作为一种现代的分子生物学技术，在水稻遗传育种领域中发挥了重要作用。
通过对水稻基因组进行测序分析，可以深入了解水稻的遗传信息，为遗传育种提供更加准确和可靠的理论依据。
此外，全基因组测序技术还能促进新品种的快速研发和产业化推广，具有广泛的应用前景。
二、水稻遗传育种的未来展望1. 基于遗传信息的精准育种通过深度学习和机器学习等人工智能技术，可以挖掘水稻基因组中的遗传信息，并将其应用于高效、精准的育种环节，从而实现一定程度上的“人工选择”。
这种精准育种方法能够大大提高我们的遗传育种效率和水稻品种的稳定性。
2. 基于基因编辑技术的高效遗传育种在基因编辑技术不断发展的今天，基于CRISPR/Cas9等现代基因编辑技术的水稻遗传育种上也取得了一系列重要的进展。
该技术能够实现对水稻基因组的精准修饰和修改，为我们提供了一种高效的遗传育种方法。
相较于传统的杂交育种和人工选择方法，基因编辑技术能够在更短的时间内及更有效地促进新品种的快速研发和产业化推广。
3. 遗传育种与数字农业的融合随着数字化技术的不断发展，数字化农业已经开始对传统的水稻遗传育种模式产生了积极的影响。
例如，利用各种数字化技术可以实现对水稻各种性状和生长状态的实时监测和评估，从而为遗传育种研究提供更多的数据支持和分析。
梁子湖野生菰价值研究及种质资源调研概况
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摘
要： 本文对野生菰 的价值进行说 明 ， 并对梁子湖流域野生菰种质资源进行调查 对全面掌握梁子湖流域野生菰
，
种质资源的生长情况 ， 建立该地 区野生菰 种质资源库等方面具有极其重要 的意义 关键词 ： 梁子 湖； 野生菰 ； 价值 ； 种质资源
卞 要分 ｍ 找 ㈨的 ￣－ Ｉ Ｌ 、 华力 ｆ １ 南 等地 区 ， Ｊ ｉ ｉ ？ ｆ ｔ 大郎分牛 Ｋ Ｋ汀 Ｉ Ｊ ’ 游＃ ｋ ２ ． Ｌ ， ￣ １ ｆ ９ 符 支流 、 ｉ ｉ ￣ Ｊ ］ ｆ ｌ ｑ、 涮 泽等 地 １ ］ Ｉ 梁 于 湖 足 Ｈ前 全 同 侏护较； １ ＂ ． ｌ ｆ ９ 内陆 淡 水 湖 之 ・ ． 址 ｆ 水， 卜 植 物 种 类 最 多的 湖 泊 物的总￣ ￣ １ １ ｔ １ 拣 肝 落足 梁 予湖 ｆ Ｉ 唯 一 的 挺 水 物 肿 落１ ４ １
菰均一化全长cDNA 文库的构建
菰均一化全长cDNA 文库的构建作者：臧剑颜育民张志刚邹世湘彭琼来源：《湖南农业科学》2017年第04期摘要：为了获得国家二级保护植物品种菰的功能基因信息，并克隆功能基因片段，研究以SMART（switching mechanism at 5 end of RNA transcript）方式合成菰全长cDNA，结合DSN（duplex-specific nuclease）均一化技术，构建菰叶片组织的均一化全长cDNA文库。
该cDNA文库库容量大，达到了3.6×106 PFU/mL，插入片段平均长度为1 000 bp，重组率为97.9%。
均一化全长cDNA文库能有效富集低丰度表达基因，降低冗余率，适用于目的基因的筛选，以及后续的基因、蛋白互作分析。
关键词：菰；均一化；cDNA文库；功能基因中图分类号：Q943.2 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2017）04-0011-03Establishment of a Normalized Full-Length cDNA Library of Zizania latifoliaZANG Jian1，YAN Yu-min2，ZHANG Zhi-gang2，ZOU Shi-xiang3，PENG Qiong4（1. Guangdong Gudao Agricultural Limited Company， Guangzhou 511400， PRC； 2. Hunan Hybrid Rice Research Center，Changsha 410125， PRC； 3. Hunan Wangxianglong Agricultural Limited Company，Changsha 410125， PRC；4. Hunan Agricultural Biotechnology Research Center， Changsha 410125， PRC）Abstract：In order to obtain functional genes， a narmalized stems cDNA library was constructed from precious plant Zizania latifolia （Griseb.） Stapf. SMART （switching mechanism at 5 end of RNA transcript） cDNA synthesis combined with DSN （duplex-specific， nuclease）normalization was applied to construct the normalized full-length cDNA library of Z. latifolia. The titer of cDNA library was about 3.6×106 PFU/mL and the average insertion size was about 1.0 kb with high recombination rate （97.9%）. Homogenization full-length cDNA library enrichment of low abundance is suitable for the purpose of gene selection and subsequent analysis of the gene and protein interactions， for expressing genes effectively and reducing the redundancy rate.Key words：Zizania latifolia； normalization； cDNA library； functional gene菰（Zizania latifolia （Griseb.） Stapf）即茭白，为多年水生禾本科植物，国家二级保护植物品种，也是水稻的近缘属。
水稻基因组学的新进展
水稻基因组学的新进展水稻是我国最重要的经济作物之一，也是世界上最重要的粮食作物之一。
水稻的高产和抗病能力一直是人们研究的重点，而水稻基因组学的进展让我们对这些问题有了更深入的认识。
1. 水稻基因组的测序2002年，国际水稻基因组组织（IRGSP）开始了水稻基因组的测序工作，历时10年，终于在2012年完全解析出了水稻基因组的所有序列。
这项工作的完成不仅有利于水稻的育种研究，也为其他谷物的基因组测序和研究奠定了基础。
2. 水稻基因的功能研究水稻基因组的解析，为研究水稻基因的功能提供了重要的基础。
现在已经有许多水稻基因的功能被证实，如水稻叶绿体RNA编辑因子OsPPR6可以提高水稻的干旱抗性；水稻盐胁迫相关基因OsNHX1可以提高水稻耐盐性等。
同时，通过比较水稻基因组和其他作物基因组的序列，也可以发现一些共同的基因，这为跨物种育种研究提供了可能。
3. 水稻品种改良水稻是我国的主要经济作物之一，也是粮食安全的重要保障。
但是由于品种单一，抗病能力不足等问题，水稻产量和质量受到了一定的影响。
然而通过基因组学的研究，人们能够更好地了解水稻的基因和生理特性，帮助设计更好的品种。
现在的水稻品种改良方法基本上是通过加强水稻基因的表达或抑制水稻不利基因的表达来改善水稻的生长和抵抗力。
例如可以利用CRISPR-Cas9技术，定向地修改水稻基因，达到改良品种的目的。
4. 水稻的基因多样性研究水稻基因组多样性对水稻种质资源的利用和保护起到了重要的作用。
水稻是典型的自交物种，不同地区和种植环境中的水稻品种基因组存在明显的差异。
这些之前未知的多样性为水稻的育种提供了新的资源。
5. 将水稻基因组技术应用于其他领域水稻基因组学的成功也为其他领域的基因组研究提供了经验和教训。
例如在医学领域，基因组学的发展能够帮助人们更好地理解人类基因及其疾病。
在环境保护方面，数字化的基因组学研究能帮助我们了解全球生态的演变和发展。
这些技术的发展和进步都离不开水稻基因组学的成功。
水稻育种性状研究报告
水稻育种性状研究报告
根据水稻育种性状研究报告，以下是一些关键的研究发现和结论：
1. 稻谷产量：研究表明，稻谷产量受到多种因素的影响，包括生长期间的生物学特征、土壤质量和气候条件等。
通过育种改良和优化栽培管理，可以提高稻谷产量。
2. 水稻耐旱性：耐旱性是水稻育种中的重要性状之一。
通过选育具有较强耐旱能力的品种，可以提高水稻在干旱条件下的生存能力和产量稳定性。
3. 水稻抗病性：水稻受到多种重要病害的威胁，如稻瘟病、稻瘟病和稻瘟病等。
通过研究水稻与这些病害的互作关系，并选育抗性品种，可以减少病害对水稻产量和质量的影响。
4. 水稻品质：水稻的品质是影响稻米市场价格和消费者满意度的重要因素。
研究表明，稻米品质与稻谷的粘性、形状、口感和营养成分等因素密切相关。
通过选择适合市场需求的稻谷品种，并进行精细化的管理和加工，可以优化水稻品质。
总的来说，水稻育种性状研究报告涉及了水稻产量、耐旱性、抗病性和品质等方面的研究，为水稻育种和生产提供了有价值的信息和指导。
这些研究结果对农民、育种者和农作物科研人员具有重要意义，有助于提高水稻的产量、抗逆性和市场竞争力。
水稻育种与抗逆性研究进展
水稻育种与抗逆性研究进展水稻是世界上最重要的粮食作物之一，为了满足不断增长的人口需求，提高水稻产量和品质成为了农业科学家们的主要目标之一。
然而，由于气候变化和环境污染等因素的影响，水稻面临着越来越严重的抗逆性挑战。
因此，水稻育种和抗逆性研究成为了当前研究的热点之一。
一、水稻育种的历史与现状水稻作为中国古代的传统农作物之一，育种历史悠久。
在过去的几十年中，通过选择育种和杂交育种等手段，水稻的产量和品质得到了显著提高。
然而，随着人口增长和环境问题的不断加剧，传统育种方法已经无法满足需求。
因此，科学家们开始探索新的育种方法，以提高水稻的抗逆性。
二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术是近年来水稻育种中的一项重要技术。
通过分析水稻基因组中的特定标记位点，科学家们可以迅速鉴定出具有抗逆性的基因型，并进行选择育种。
这项技术的应用大大加快了育种进程，提高了育种的效率。
三、利用转基因技术提高水稻抗逆性转基因技术是目前水稻育种中的另一项重要技术。
通过将具有抗逆性基因的外源DNA导入水稻基因组中，科学家们可以增强水稻的抗逆性。
例如，转基因水稻中引入的耐盐基因可以使水稻在高盐环境下生长更好。
然而，转基因技术也存在一些争议和风险，需要谨慎使用。
四、利用基因组学和遗传学研究水稻抗逆性随着基因组学和遗传学的发展，科学家们可以更深入地研究水稻抗逆性的机制。
通过分析水稻基因组中的关键基因和调控网络，科学家们可以揭示水稻抗逆性的分子机制。
这些研究为进一步提高水稻抗逆性提供了理论基础。
五、利用遗传多样性提高水稻抗逆性水稻的遗传多样性是提高抗逆性的重要资源。
科学家们通过收集和保存不同地理种质的水稻，建立了庞大的水稻种质资源库。
这些种质资源可以为育种工作提供丰富的遗传背景，提高水稻的抗逆性。
六、利用组织培养和基因编辑技术研究水稻抗逆性组织培养和基因编辑技术是近年来发展起来的重要技术。
通过组织培养技术，科学家们可以快速繁殖和筛选具有抗逆性的水稻品种。
菰米如何种植
菰米如何种植菰米是一种水生植物，属于禾本科菰属植物，一般生长于浅水中。
菰米的种植需要适宜的环境和一定的技术，以下是关于菰米如何种植的详细步骤和方法：1. 选址：菰米喜欢生长在阳光充足、温暖潮湿的环境中，选择水质清澈、流动适度的水域进行种植。
同时需要注意选择离家庭水源较远的位置，以免菰米对生活用水造成影响。
2. 准备种子：菰米的种子可以在种植季节前购买或自行收集。
菰米的种子外表呈黑褐色，具有硬壳，种子内部的胚乳可以用来制作食品。
在种植前需要将种子放入清水中浸泡一天，以便软化种子壳，促进发芽。
3. 准备种植容器：菰米种植可以使用大型水缸或者人工提升式水池作为种植容器。
容器的深度应该在40厘米左右，可以根据种植空间和水源条件进行调整。
容器底部需要铺设几层透水性好的材料，如细沙或砾石，以利于水的排出和保持菰米的生长环境。
4. 播种：将浸泡好的菰米种子均匀地撒在种植容器的底部，然后使用适当的土壤覆盖种子，以避免种子暴露在水面上。
种子的覆土厚度一般为1-2厘米即可。
在播种后，适当地放置几根较长的竹竿或绳子，帮助菰米植物顺势攀爬，并提供支撑。
5. 添加水肥：种植容器中的水位应该保持在植物根部附近，但不要过高，以防止植株窒息。
菰米对水质要求较高，建议使用施加有机肥料的水源进行浇灌，有助于提供充足的养分。
根据生长发育的需要，每隔一定时间（一般为10-15天）更换一次水源，并将旧水排放出来。
6. 病虫害防治：菰米在生长过程中容易受到一些病虫害的影响，如叶斑病、褐斑病、青蛙、蚜虫等。
防治病虫害可采用物理防治和生物防治相结合的方法，如钓鱼、使用生物农药等。
7. 收获：菰米生长周期约为100天左右，收获时间一般在植株成熟后的早晨或傍晚进行，此时的植株已长势稳定，菰米的籽粒也已充实。
收获时可以选择将整株植株连根拔起，或者使用剪刀修剪植株的生长部分进行捕捞，然后将菰米的籽粒晒干。
8. 存放和加工：收获的菰米籽粒可以晾晒后进行储存，以备后续食用或加工。
我国野生菰种质资源概况及园林应用
我国野生菰种质资源概况及园林应用黄雪雯【摘要】菰属为禾本科，稻亚科，稻族，水生草本植物，为水稻的近缘属之一。
本文对我国菰种质资源的分布进行的综述，并对野生菰在园林中应用的优势、应用的形式等做了分析和评价。
【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】3页(P23-25)【关键词】野生菰;种质资源;园林应用【作者】黄雪雯【作者单位】江西财经大学艺术学院，江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】S688.9菰（Zizania latifolia (Griseb.）属为禾本科，稻亚科，稻族，水生草本植物，为水稻的近缘属之一[1]。
菰主要分布于我国华东以及华南地区，在长江中下游流域的各支流以及湖泊、沼泽等湿地地区有着广泛分布。
菰属植物的根、茎、叶和种子都可利用，具有较高的经济价值和营养价值。
菰还能用来防治湖泊，因为其具有很强的去氮、磷能力，此外还能为鱼类提供饵料和过冬场所，同时还起到绿化防护堤坝的作用，有着巨大的生态作用。
菰作为水稻的近缘属之一，其基因资源的挖掘和利用前景十分广阔。
因此，对我国野生菰种质资源的调查和研究有着重要意义。
近年来，国内外对菰的关注度日益提高，目前，我国在菰的野生种群状况、地理分布等方面缺乏系统的资料。
而作为抗逆能力强，应用价值高的水生植物野生菰，完全被忽略其园林观赏价值，常常被当地人当做杂草除去，使我国的野生菰大面积的锐减，有些区域菰种群濒临灭绝，而在破坏较少的地区，菰与其它的水生植物配置可以成为观赏植物，成为水生观赏植物的后起之秀。
1.1 菰的起源与进化菰，多年生草本植物，在分类学上属禾本科中禾亚菰属，其主要有三类：原产于东亚的茭草、原产于北美的北美水茭白以及德克萨斯茭白，生长于我国的菰属于原产东亚的茭草种[2]。
陈守良等先后从孕花外稃表皮微形态、叶片表皮微形态、外部形态、胚形态和全草化学成分方面对菰属植物系统与演化进行了研究，并将全世界菰属植物分为4种，同时推导其演化关系如下：菰（Z. latifolia）为最原始种，由它分别向流水菰（Z. texana）又称德克萨斯菰和水生菰（Z. aquatica）演化，再由水生菰演化出沼生菰（Z. palustris）。
我国茭白的生物学研究
我国茭白的生物学研究尤文雨;叶子弘;刘倩;邹克琴【摘要】对我国茭白作物种质资源、茭白生理以及分子生物学研究现状进行综述,列出了我国茭白生物学研究中主要存在的问题.并对今后我国茭白的生物学研究方向进行了展望.【期刊名称】《长江蔬菜》【年(卷),期】2008(000)021【总页数】4页(P35-38)【关键词】茭白;生理;展望【作者】尤文雨;叶子弘;刘倩;邹克琴【作者单位】中国计量学院生命科学学院,310018;中国计量学院生命科学学院,310018;中国计量学院生命科学学院,310018;中国计量学院生命科学学院,310018【正文语种】中文【中图分类】S6茭白（Zizania latifoliaTurcz.），古称菰，为禾本科菰属（Zizania Linnaeus）多年生水生宿根草本植物，喜沼泽多湿环境，原产于中国和东南亚[1]。
我国茭白品种资源丰富，主要分布在淮河流域以南，是我国仅次于莲藕的第二大水生蔬菜种类。
除了作为蔬菜食用之外，现代医学认为茭白还有一定的保健和药用功能，例如可以止渴、开胃、预防高血压和动脉硬化等[2～3]。
茭白肉质茎内含有丰富的膳食纤维，有效防治肠道疾病，有防癌作用[4～6]。
随着人民生活水平的提高，茭白深受消费者的欢迎，作为育种及综合开发利用的研究对象再次引起人们的重视，现就我国茭白的生物学研究现状作一个简要概述。
茭白在分类学上属于禾本科中禾亚科菰属（ZizaniaL.），本属主要有3种类型，1种是原产于东亚的茭草（tifolia），另外2种分别是原产于北美洲的北美水茭白（Z.aqutica）和得克萨斯茭白（Z.texana），但在我国只有原产于东亚的茭草种植[7]，经过长期的选育和地区间相互引种，才形成目前众多的茭白品种资源，除了淮河流域以外，华北也有零星栽培，台湾有少量栽培，国外只有东南亚几个国家有少量栽培。
《周礼》中将菰米与“禾、黍、麦、稻、菽”并列为六谷。
古代主要采食其籽粒，作为粮食作物栽培，后来菰受到黑粉菌（Ustilago esculentaP.Henn.）的寄生，植株便不能再抽穗开花，转而茎尖形成畸形肥大的菌瘿，古称茭郁。
菰(Zizania latifolia)主要农艺性状及其驯化育种
浙江大学学报（农业与生命科学版） 39（6）：629~635，2013Journal of Zhe j ian g Universit y （A g ric.&Life Sci.）htt p ：//www.j ournals.z j /a g r E -mail：zdxbnsb@z j DOI ：10.3785/j .issn.1008-9209.2013.01.251基金项目：浙江省作物种质资源重点实验室开放基金项目（201202）.*通信作者（Corres p ondin g author ）：樊龙江，Tel：+8657188982730;E -mail：fanl j @z j 第一作者联系方式：王营营，E -mail：rui y in g 881219@ 收稿日期（Received ）：20130125;接受日期（Acce p ted ）：20130507;网络出版日期（Published online ）：20131114URL：htt p ：// /kcms /detail /33.1247.S.20131114.2236.002.html菰(Zizania lati f olia )主要农艺性状及其驯化育种王营营，黄璐，樊龙江*（浙江大学农学系，浙江省作物种质资源重点实验室，杭州310058）摘要 通过收集我国菰野生资源和半野生资源并进行驯化育种，获得了株型紧凑㊁茎叶粗壮直立的2个半驯化菰材料 加油1号 和 戈山1号 ，并以该半驯化菰为育种材料，对它们的染色体基数㊁花期㊁花序结构㊁种子性状及发芽率等进行研究.结果表明：中国菰（Zizania lati f olia ）染色体数为2n =34条，不同于北美菰; 加油1号 的花期主要在9月中旬到10月中旬之间，总体比野生菰早约15d，比 戈山1号 晚约10d;在菰花序中雌雄花比例约为1ʒ1.8，并首次绘制了其花序模式图; 加油1号 菰糙米千粒质量为12.7g ，粒长和宽分别为9.70mm 和1.48mm，比北美沼生菰（Z.p alustris ）偏小;电镜观察发现菰米淀粉粒排列规则;采用改良的种子处理方法，菰种发芽率可以达到62.9%.本研究获得的半驯化菰材料开花正常，株型紧凑，为实现中国菰驯化提供了重要的基础遗传材料，但在落粒性和花期等目标农艺性状上还有待改良.关键词 菰;驯化育种;农艺性状;花序模式图中图分类号 S 32 文献标志码 AMain a g ronomic traits，domestication and breedin g of Gu (Zizania lati f olia ).Journal of Zhe j ian gUniversit y （A g ric.&Life Sci.），2013，39（6）：629635WANG Yin gy in g ，HUANG Lu，FAN Lon gj ian g *（Ke y Laborator y o f Cro p Germ p lasm Resources o f Zhe j ian gProvince,De p artment o f A g ronom y ,Zhe j ian g Universit y ,Han g zhou 310058,China )Summar y Zizania is a cereal s p ecies with the closest relationshi p to Or y za g enus in the g rass famil y and is theonl y g enus which is distributed discontinuousl y between Eurasia and North America in the tribe Or y zeae.Gu（Zizania lati f olia ）was an im p ortant cereal in Chinese histor y （one of six im p ortant cereals in Zhou D y nast y ），but it now has disa pp eared.Another s p ecies in Zizania g enus，Z.p alustris ，has been domesticated as a commercial cereal cro p in North America in last centur y .However，no effort has been done in g enetic im p rovement or domestication of Chinese Gu to date.As a p art of our effort to recover the ancient Chinese cereal，in this stud y ，the chromosome number ofcollected Gu was examined b y modified carbol fuchsin stain and fluorescent in situ h y bridization （FISH ）.Inaddition，the main a g ronomic traits of two semi -domesticated Gu （Jia y ou 1and Geshan 1）were investi g ated，includin g flowerin g p eriod，inflorescence structure，seed p henot yp e and g ermination rate.The results showed that chromosome number of Gu was 2n =34，which was different from that of Z.浙江大学学报（农业与生命科学版）p alustris（2n=30）.The flowerin g p eriod of Jia y ou1usuall y ha pp ened in one month from the middle of Se p tember to October，which was15da y s earlier than wild Gu and10da y s later than Geshan1.The ratio of p istillate to staminate flowers was about1ʒ1.8and an inflorescence ideo g rams of Gu was first drawn.The kilo-g rain mass of brown Gu was about12.7g with9.70mm len g th and1.48mm width of brown seeds，which were smaller than Z.p alustris.Furthermore，the re g ular arran g ement of starch g ranules was found in the Gu seed b y scannin g electron microsco p e.The g ermination rate of Jia y ou1seeds could reach62.9%with an im p roved seed treatment method.In sum，the semi-domesticated Gu，which has a com p act p lant architecture and normal flowerin g，p rovide an im p ortant g enetic material for the domestication of Gu，althou g h other tar g et traits such as seed shatterin g need to be im p roved in future.The ancient cro p and its domestication should been g iven more attention，and more efforts should be taken on artificial mutation breedin g.Ke y words Zizania lati f olia;domestication and breedin g;a g ronomic traits;inflorescence ideo g ram菰或菰草（Zizania lati f olia）属于禾本科稻亚科稻族菰属[1]，是除假稻属外与稻属亲缘关系最近的一个重要的禾本科作物物种.一般认为菰属有4个种，除了产于亚洲的中国菰外，其余3个种分别为产于北美的水生菰（Z.a q uatica）㊁沼生菰（Z. p alustris）和德克萨斯菰（Z.texana）[12].菰属是稻族中唯一一个同时分布在欧亚和北美大陆之间的属[3]，因此，也被认为是东亚与北美植物区系联系的纽带之一[2，4].在国内，菰主要分布于东部平原的湖泊沿岸地带，尤其是长江中下游和淮河流域的一些湖泊[5].对于菰属的系统演化关系国内外均存在着分歧.通过对该属植物的叶表皮微形态㊁孕花外稃表皮微形态㊁胚形态和分枝分类学等生物学性状研究，部分学者认为菰是菰属中最原始的种，由它分别向德克萨斯菰和水生菰演化，再由水生菰向沼生菰演化[1];根据分子证据，部分学者认为菰属起源于北美，然后经过白令海峡扩散到东亚[2].与北美菰不同，中国菰（ti f olia）是一种多年生水生草本植物，喜沼泽多湿环境，群生，常与芦苇㊁蒲草及水葱等挺水植物混生，耐水性较强[5];具根状茎.茎分地下茎和地上茎，地下茎发达，匍匐生长.地上茎可产生多次分蘖，茎秆粗壮直立.主茎和分蘖进入生殖生长后，基部如有黑粉菌（Ustila g o esculenta）寄生，则生殖生长转为继续营养生长，刺激茎基部组织异常增生形成椭圆形的肉质茎[6]，被驯化成为我国重要的水生蔬菜 茭白[78].菰为C3植物，生长速度快，生物产量高[9].中国菰的花序为圆锥花序，长30~50cm，多级分枝，上升或展开[8].菰为单性花，雌雄同株.在同一分枝上既有雌花又有雄花，但雌花在上，雄花在下，在花序中部的分枝上尤为明显.在同一分枝上雌花和雄花因空间位置不同花期不一致，一般偏上部的雌花先开，偏下部的雄花后开[10].菰种子较稀疏地排列在穗上，成熟期很不一致，易脱落，不易收获[10].菰属植物的种子均为顽拗性种子[11]，在自然状态下，菰种子成熟后经历脱落过程然后掉入水中，经过一定时间的冬眠和春化作用，等来年春天水温达到适宜温度后萌发[12];因此，菰可以通过根茎进行无性繁殖，也可以通过种子进行有性繁殖[10].我国古代称菰颖果为菰米㊁雕胡㊁雁膳㊁雕菰㊁王子米等，是我国最早的谷类作物之一.最早关于菰米的文献记载始于周朝，‘周礼“将菰列为六谷之一，作为贡米供帝王食用[5，7].中国古代唐宋时期，在文人诗作中常见吟咏雕胡菰米美味的诗句，如李白在‘宿五松山媪家“中的 跪进雕胡饭，月光明素盘 ，陆游在‘题斋壁“中的 二升菰米晨炊饭，一碗松灯夜读书 等[13].唐宋以后，随着南方人口激增以及农业大开发㊁围湖垦田和水稻的推广，菰的生存环境和面积都急剧变化.清末民国时期，菰米仅作为充饥救荒使用.可见，自唐宋时期后菰已逐渐被水稻取代，菰米现在已鲜为人知，无人采收食用[5，7]，成为我国消失的作物之一和农耕文明.浙江是我国野生菰的重要生长地之一，也是最早菰米种植地之一.在历史上，浙江省湖州市因大量种植菰而得名（古代菰米叫雕胡米），至今尚保留有一古城遗址（菰城）.近10年来，本课题组致力于恢复我国古老作物菰，对菰野生资源和半野生资源进行收集和驯化育种.本文以2个半驯化菰 加油1号 和 戈山1号 为材料，对其染色体基数㊁花序㊁种子等性状进行初步研究，希望引起我国作物学界重视，共同恢复我国这一作物文明，早日培育出栽培品种，使我们的后代可以品尝到菰米的美味.036第39卷王营营，等：菰（Zizania lati f olia）主要农艺性状及其驯化育种1材料与方法1.1材料菰材料采集自浙江省湖州地区，包括 加油1号 ㊁ 戈山1号 及其野生菰等.1.2方法1.2.1菰染色体观察改良的石炭酸品红染色法：取 加油1号 幼嫩菰根尖1~2cm，在暗环境㊁室温条件下于对二氯苯饱和水溶液中处理5h.取出根尖用双蒸水冲洗2~3遍，在新配制的卡诺固定液中固定24h，然后用双蒸水冲洗2~3遍，转移根尖材料至70%乙醇溶液中，4ħ保存.压片时，取处理好的根尖材料放于0.075mol/L KCl溶液中低渗30min，再用双蒸水冲洗2~3遍，将根尖放于1%混合酶液[V（果胶酶Y-23）ʒV（纤维素酶R-10）= 1ʒ1]中酶解60min，用双蒸水冲洗2~3遍.取酶解后的根尖于载玻片上，用手术镊夹碎根尖，滴加改良的石炭酸品红染色30s，盖上盖玻片，用大拇指用力压片，使染色体分散，然后在Ol y m p us光学显微镜（BH-2）下观察.荧光原位杂交法（fluorescent in situ h y bridization，FISH）：染色体制片采用周桂雪等[14]的方法.探针45S rDNA[15]标志物采用罗氏公司生产的生物素缺口转移试剂盒标志物（Roche，German y）.原位杂交参照周树军[16]的方法进行.每个材料选择3~ 5个较好的分裂相在Ol y m p us荧光显微镜（BH-41）下观察并照相.1.2.2农艺性状观察花序结构：随机选取10穗中国菰 加油1号 的花序，对每穗花序按从下往上进行每一级分枝雌雄花数量的统计，依此绘制其花序模式图，并计算单穗雌雄花比例.分别于开花前㊁开花中㊁开花后3个不同时期对10个菰花序进行套袋处理，尽可能的保护菰的花序;灌浆期直至菰种成熟后统计单穗菰种数量，计算结实率（结实率=单穗菰种数/雌花总数）.菰种子（菰米）性状：随机选取中国菰 加油1号 种子20粒，用最小刻度为0.5mm的钢直尺测量种子（有或无种皮）长度和宽度，同时用1/1000电子天平（Sartorius，德国）称其质量.并利用扫描电子显微镜（scannin g electron microsco p e，SEM）观察菰米横断面的淀粉粒.1.2.3种子发芽率实验将从-20ħ冰箱中保存的菰种取出，放到55ħ烘箱中分别烘烤60㊁84和124h;当烘烤60h后，取30粒种子直接种植到土壤（泥水）中，保证土壤有适量的水，命名为A组，室温生长;同时，再分别取30粒菰种，用1000和500 m g/L GA3浸泡24h，分别命名为B组和C组.当烘烤84h时，取30粒菰种直接种植，命名为D组.当烘烤124h时，取30粒菰种直接种植，命名为E 组;同时再分别取30粒菰种，用纯净水浸泡24和48h，处理环境温度30ħ/28ħ，光照周期比（LʒD）14hʒ10h，分别命名为F组和G组.其中，B~G 组的种植方法同A组.参照水稻催芽的方法，取A 组35粒菰种浸泡在纯净水里48h后置于人工气候箱中，光照周期比（LʒD）16hʒ8h，温度34ħ/30ħ，然后用湿毛巾将浸泡好的种子包裹覆盖，置于35ħ人工气候箱中催芽48h，种植方法同A组，该组称为H组.记录各处理组在30d内的发芽情况.2 结果2.1菰资源的收集与育种利用本课题组在湖州地区进行了菰材料多年采集.在采集的材料中，除了典型的野生菰外，还采集到一些特殊材料.与普通野生菰相比，这些材料主要表现为株型紧凑，茎叶粗壮直立，植株高大，一般高1.5~2.0m （图1A），本研究定义它们为半驯化菰.其来源可能有2种途径：1）古老的菰米品种，即当年进行了一定的人工选择和驯化;2）来自茭白品种，如遗弃的雄茭.但根据田间观察，雄茭一般并不开花.该半驯化菰材料紧凑直立的株型克服了野生菰茎叶松散㊁不紧凑㊁易倒伏等不利于栽培的特点，适宜种植于水田中.此外，半驯化菰单株的结实率提高到了20%~ 25%.这些材料均为实现菰驯化目标农艺性状如株型㊁落粒性㊁花期等提供了重要基础材料.本研究重点对2份半驯化菰材料 加油1号 和 戈山1号 进行农艺性状㊁染色体数等方面的探索.2.2菰染色体数目观察中国菰与北美菰是否为同一个种，是否具有相同的染色体基数，一直以来报道都不一致.为此，本研究分别利用改良的石炭酸品红染色法和荧光原位杂交2种方法对中国菰染色体进行观察.首先，在压片光学显微镜下观察表明，中国菰染色体有2n=34条（图2A）.其次，用Bio-dUTP标记的45S rDNA 探针与菰中期染色体进行荧光原位杂交.结果（图2B）显示，菰细胞分裂中期具有2对45S rDNA位点，菰的染色体数为2n=34条，与用石炭酸品红染136第6期浙江大学学报（农业与生命科学版） A：半驯化菰 加油1号 ;B： 加油1号 菰的花序模式图（ȶ代表雄花，ɬ代表雌花）;C：雌花;D：雄花.A：Semi -domesticated Gu （Jia y ou 1）;B：Inflorescenceideo g ram of Gu （Jia y ou 1）（ȶmeans staminate flowers;ɬmeans p istillate flowers ）;C：Pistillate flowers;D：Staminateflowers.图1 半驯化菰及其花序Fi g .1 Semi -domesticated Gu （ti f olia ）and its inflorescence色法结果一致.本研究观察到菰的染色体数与北美菰中沼生菰染色体数2n =2x =30条[17]不同.本实验结果与已有文献[1820]报道一致.2.3 半驯化菰 加油1号 的主要农艺性状2.3.1 花期、花序结构和灌浆期 相对于栽培稻，菰的花期偏晚.例如在杭嘉湖地区， 加油1号 每年9月中旬开始开花，10月初达到花期顶峰，10月中旬完毕，花期一般持续1个月左右.但 加油1号 花期总体比野生菰早约15d; 戈山1号 花期比 加油1号 早约10d.菰为单性花，雌雄异花同株，花序有10级以上分枝，长40~55cm，总体呈近圆锥形，为圆锥花序（图1B，该花序模式图根据 加油1号 实际单穗雌雄花数量比例和位置绘制）.分枝簇生于穗轴节上，分枝的长度和开展程度从下往上逐渐减小.在同一分枝上既有雌花又有雄花，但雌花在上，雄花在下，尤其在花序中部的分枝表现突出;但不同分枝雌雄花的比例不一，一般越靠近上端的分枝雌花比例越高，甚至全部为雌花.雄性小穗通常生于花序中下部，有短柄，多为青白色;花药6枚，鲜黄色，长约0.9cm.雌性小穗通常位于花序各分枝顶部，多为青绿色，含2枚乳白色羽毛状柱头.在同一分枝或不同分枝之 A：用改良的石炭酸品红染色法观察到的菰染色体数目;B：用荧光原位杂交法观察到的菰染色体数目（红色信号为45S rDNA，蓝色信号为用DAPI 染色的中期染色体）.A：Observation on chromosome number of Gu b y modifiedcarbol fuchsin stain;B：Observation on chromosome number ofGu b y fluorescent in situ h y bridization （The red si g nal means 45SrDNA，andthebluesi g nalmeansthemeta p hasechromosome d y ed b y DAPI ）.图2 菰的染色体数观察Fi g .2 Observation on chromosome number of Gu （Z.Lati f olia ）间的雌雄花因空间位置不同花期也有所差别，一般同一分枝雌花先开，雄花后开;在不同分枝上，位置偏上的雌花先开，位于花序中部的雄花先开.图1C 和D 分别为半驯化菰 加油1号 的雌花和雄花图.本实验随机挑选了10穗花序，单穗花序的雌花和雄花数量平均分别为206个和369个，雌雄花比例为1ʒ1.8.相对于水稻，菰的灌浆期异常短，一般少于20d.在灌浆期雄花和败育的雌花全都脱落，种子主要分布于花序中上部的分枝顶端，较稀疏，易脱落.本实验分别对处于花期前㊁中的10穗花序和处于花期后的7穗花序进行套袋收种处理，其结实率分别为26%㊁19%和22%.在花期中套袋的结实率较低，说明花期中套袋时的机械碰撞对菰开花及结实的影响最大，因此，套袋收种应该在开花前为宜.2.3.2 菰种子（菰米）性状 成熟的 加油1号 菰种子呈棕黄色，有内外稃，其中外稃具有长约2cm 的芒，千粒质量约为15.3g ;菰米为纺锤形，早期为青绿色，后期成熟后逐渐变为棕黄色，甚至黑褐色（图3A ）.成熟的菰米千粒质量约为12.7g ，籽粒宽度为1.48mm，长约9.70mm （表1）.与北美栽培沼生菰[10]种子相比， 加油1号 种皮粗糙，芒较长（约为菰米长度的2倍），颜色偏褐色，菰米长度㊁宽度和千粒质量均较低（表1）.对 加油1号 菰米进行电镜观察发现其淀粉粒排列规则（图3B 箭头标记处）.表明其直链淀粉含量较高.同时，菰米较稻米油236第39卷王营营，等：菰（Zizania lati f olia）主要农艺性状及其驯化育种性较大.2.3.3种子发芽率为提高菰种发芽率，本实验尝试了水培法㊁GA3诱导法㊁常规土壤种植法㊁高温诱导法等不同方法或几种方法结合处理菰种子.结果（表2）表明：当用纯净水浸泡48h后，土壤种植，温度30ħ/28ħ，光照周期比（LʒD）14hʒ10h，在此条件下发芽率可以达到40%，而且发芽时间最快的仅需1周左右（数据未列出）;通过改进上述方法，即用水浸泡48h后，利用含有适量水分的湿毛巾封闭催芽48h，温度34ħ/30ħ，光照周期比（LʒD）16hʒ8h，在此条件下发芽率可以达到62.9%，有些质量较好的种子可以达到95%以上（数据未列出），发芽时间缩短至5d左右. A： 加油1号 种子表型（左边为菰糙米，右边为菰种子）; B：在扫描电子显微镜下的菰种横断面（箭头所指为淀粉粒）. A：Seed p henot yp e of ti f olia（the left is brown Gu，and the ri g ht is seeds of Gu）;B：Scannin g electron micro g ra p hs of Gu seed cross section（The arrow means starch g ranules）.图3半驯化菰的种子Fi g.3 Seeds of semi-domesticated Gu（ti f olia）表1半驯化菰 加油1号 与栽培沼生菰种子的主要特性比较Table1 Com p arison of seed characteristics between semi-domesticated ti f olia var.Jia y ou1and domesticated Z.p alustris材料 Material SL（mm）LBG（mm）WBG（mm）KMS（g）KMG（g）加油1号 Jia y ou136.34ʃ6.169.70ʃ0.84 1.48ʃ0.1615.3ʃ3.612.7ʃ3.3Z.p alustris[10]-18.60 2.10-42.0SL：种子长度;LBG：糙米长度;WBG：糙米宽度;KMS：种子千粒质量;KMG：糙米千粒质量. - ：没有相关数据.SL：Seed len g th;LBG：Len g th of brown Gu;WBG：Width of brown Gu;KMS：Kilo-g rain mass of seed;KMG：Kilo-g rain mass of brown Gu. -：No relevant data.表2在不同处理条件下 加油1号 菰种的发芽率Table2 Germination rate of ti f olia var.Jia y ou1seeds under different treatments种子处理 Seed treatment A B C D E F G H发芽率 Germination rate（%） 3.313.3 3.326.726.7304062.9开始发芽时间 Initial g ermination time（d）20131414128125A：55ħ烘烤60h;B：55ħ烘烤60h+1000m g/L GA3浸泡24h;C：55ħ烘烤60h+500m g/L GA3浸泡24h;D：55ħ烘烤84h;E：55ħ烘烤124h;F：55ħ烘烤124h+纯净水浸泡24h;G：55ħ烘烤124h+纯净水浸泡48h;H：55ħ烘烤60h+纯净水浸泡48h+催芽. A：Curin g at55ħfor60h;B：Curin g at55ħfor60h，then soakin g in1000m g/L GA3for24h;C：Curin g at55ħfor60h+soakin g in500m g/L GA3for24h;D：Curin g at55ħfor84h;E：Curin g at55ħfor124h;F：Curin g at55ħfor124h+soakin g in water for24 h;G：Curin g at55ħfor124h+soakin g in water for48h;H：Curin g at55ħfor60h+soakin g in water for48h+acceleratin g g ermination.3讨论3.1恢复古老作物菰米的重要性菰是菰属中重要的但已消失的作物，经济价值很大，用途广泛，亟待研究和恢复.菰米富含优质蛋白质[5]，具有抗疲劳㊁抗肥胖和抗脂毒性的潜力[2123].菰具有较强的去氮㊁磷能力，可以防治湖泊富营养化，为鱼类提供饵料和越冬场所，亦可作固堤绿化[8].同时，作为与水稻亲缘关系最近的一个禾本科作物物种，菰具有水稻所缺乏的很多优良性状，如高蛋白㊁高赖氨酸㊁高生物量㊁耐深水㊁耐低温㊁抗稻瘟病㊁抗纹枯病和特别快的灌浆速度等[9].菰的这些特性对于水稻种质改良具有实际应用价值，是扩大和丰富水稻基因库的理想的野生材料.许多学者[2426]已经就如何将这些性状基因转移到水稻中进行了相关研究.美国和加拿大已经形成包括种植㊁收获㊁收购㊁加工㊁批发和零售等成熟的菰米工业化生产系统.北美菰米已作为一种具有独特风味㊁较高营养价值㊁价格昂贵等特点的健康食品进入到人们的生活中，而且还大量出口到欧洲[5].虽然我国菰的应用开始于336第6期浙江大学学报（农业与生命科学版）3000多年前，但美国现在是菰米人工种植的唯一国家，这也是他们在禾本科中驯化的唯一作物，视为国宝级作物资源.因此，如何将具有优良特性的中国野生菰驯化选育成可以人工栽培的菰品种，以使具有悠久历史和中国特色的菰米投放到国内市场，应引起国内育种家的重视.3.2菰的驯化育种目标de Wet等[27]提出的判定驯化作物的标准主要有以下5点：1）种子成熟不落粒;2）种子无休眠; 3）植株（分蘖）成熟期一致;4）群体植株成熟期一致; 5）适应人为管理习惯.目前，半驯化菰材料虽然在株型紧凑方面得到了较好的改良，但还存在株型太高㊁落粒性㊁花期偏晚㊁结实率低㊁分蘖成熟不一致㊁休眠等许多不利于人工栽培的性状.因此，如何获得符合栽培目标性状的菰材料，如较弱的落粒性㊁无休眠㊁分蘖成熟期一致等，已成为菰驯化育种的重中之重.沼生菰在北美称为 wild rice 或 wildrice ，是早期印第安人误认为是野生稻所引起的一种误传[13].菰米由于具有较高的经济效益，在北美菰得到了极大的商业关注和研究[5].虽然在几个世纪以前菰就被当地印第安人手工采收后作为食物和药物，而且在1852年到1853年间有研究者就首次提出将菰作为一种作物来驯化栽培[28]，但真正意义上首次成功实现菰水田栽种和收割的是在1950年[29].直到20世纪60年代，人们才开始系统选育[30]，北美菰的驯化才正式开始[31].在美国明尼苏达州菰已经人工栽培了将近60多年，但根据de Wet等[27]提出的驯化作物定义标准，仍然不能称之为完全的驯化作物.因为在目前推广的所有品种中均有所不足，例如落粒性克服不完全㊁分蘖成熟期不一致等.这些与驯化作物相关的性状可以通过系统选择得到，即反复循环种植已收获的含有目的性状的种子[31].参照北美菰的驯化途径，中国菰的驯化关键还是需获得含有目的性状（如无落粒性㊁低株高㊁花期早㊁结实率高等）的变异植株.因此，可结合诱变育种，对每次收获的种子进行辐射诱变，增加种子变异的可能性;同时，反复循环种植已收获并辐射处理的种子，筛选出含有目的性状的植株，作为菰育种的候选资源.4 结论本研究获得的半驯化菰材料 加油1号 和 戈山1号 开花正常，株型紧凑，为实现中国菰驯化提供了重要的遗传基础材料，但在落粒性和花期等目标农艺性状上还有待改良.本研究首次绘制了中国菰的花序模式图，其雌雄花比例约为1ʒ1.8;同时，在花期前利用套袋收种技术更有效，可以将半驯化菰 加油1号 的结实率提高到26%;通过改进种子处理方法，即将在55ħ烘烤60h的菰种用水浸泡48h后，再用含有适量水分的湿毛巾封闭催芽48h，条件温度34ħ/30ħ，光照周期比（LʒD）16hʒ8h，菰种发芽率可以达到62.9%.同时，中国菰的染色体数不同于北美菰，进一步表明它们为完全不同的2个种.致谢浙江大学周树军教授和焦天雷同学在染色体观察实验技术方面给予了大力帮助，谨致谢意. 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菰米种植文献综述
菰米种植文献综述菰米（Nelumbo nucifera Gaertn.）是一种重要的水生经济作物，被广泛种植于中国南方和东南亚地区。
菰米富含蛋白质、淀粉、维生素和矿物质等营养物质，具有很高的经济和药用价值。
本文将对菰米种植的相关文献进行综述，以期深入了解菰米种植的现状、问题和发展趋势。
一、菰米的生物学特性菰米属于睡莲科、荷花属，是一种多年生水生植物。
菰米的茎呈匍匐状，具有节间，叶片圆形或卵圆形，花单生于茎顶，花瓣呈白色或粉红色，花期较长。
菰米的果实为聚合果，果皮坚硬，种子内有白色或黄色的胚乳。
二、菰米的种植技术1. 土壤要求菰米对土壤要求不严格，但最适宜的土壤是湿润、肥沃、排水良好的泥质或淤泥质土壤。
在选择种植场地时，要考虑到水源的供应和排水设施的建设。
2. 种子处理菰米的种子外壳坚硬，发芽率较低。
为了提高发芽率，可以采取打破种壳、浸泡、砂糖处理等方法。
3. 播种菰米的播种时间一般选择在春季或夏季，播种前要先将种子埋入水中浸泡一段时间，待种子发芽后再进行播种。
播种时，将种子均匀撒播在湿润的土壤中，然后覆盖一层细土。
4. 管理措施菰米生长期间需要保持水分充足，特别是在幼苗期和花期，要注意浇水和补充养分。
同时，要定期除草、施肥和防治病虫害，以保证菰米的正常生长和丰收。
三、菰米的主要问题和挑战1. 水质问题菰米是水生植物，对水质要求较高。
但当前，许多种植区域的水质受到污染，对菰米的生长和品质产生了不利影响。
因此，需要加强水质监测和治理，以提高菰米的质量和产量。
2. 病虫害防治菰米种植过程中常常受到病虫害的侵袭，如黄萎病、炭疽病、菰米蚜等。
病虫害的发生会导致菰米的减产甚至死亡，因此需要采取科学合理的防治措施，如合理使用农药、加强生态环境管理等。
3. 品种改良菰米的品种较少，耐盐碱和抗病虫害能力相对较弱。
因此，需要加强菰米的品种改良研究，培育适应不同环境条件和具有高产优质特点的新品种。
四、菰米种植的发展前景菰米作为一种具有丰富营养和药用价值的水生作物，具有广阔的市场前景。
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于 水 稻 "同 时 又 优 于 菰 的 材 料 "为 水 稻 育 种 提 供 了 优 良 的 中 间 亲 本 ! 在 后 代 材 料 中 出 现 了 一 批 抗 病 水 平较高的材料! 其抗病水平不仅比母本显著提高"而且和现有的抗病材料相比也有明显的提高! 有些 材 料 几 乎 不 感 染 稻 瘟 病"可 能 是 转 入 了 父 本 菰 的 抗 病 基 因 "因 为 菰 不 感 染 稻 瘟 病 ! 刘宝等通过复态授粉法首次在国际上合成水稻 . 菰属间可育体细胞杂种及有性杂交渐渗系 "并 发 现 外 源 /01 导 入 可 诱 发 反 转 录 转 座 子 激 活 和 /01 甲 基 化 变 异 !
收 稿 日 期 " (""+$ "%$ "+ 作 者 简 介 ! 王 晓 丽 ,!6)+$ - ! 女 ! 吉 林 市 人 ! 副 教 授 ! 博 士 ! 主 要 从 事 水 稻 遗 传 育 种 研 究 &
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裂相中观察到二倍体在减数分裂第 ! 次分裂时的不同步现象! 在 育 种 工 作 中 利 用 野 生 资 源"必 须 掌 握 野 生 资 源 与 所 改 良 作 物 的 亲 和 性"以 便 确 定 育 种 方 法 ! 通 过 整 体 染 色 与 透 明 技 术 观 察 菰 花 粉 粒 的 萌 发"大 部 分 的 花 粉 粒 是 不 能 萌 发 的 "少 部 分 花 粉 粒 形 成 的 花 粉 管 不 能 进 入 胚 囊 "且 顶 端 彭 大"伸 展 方 向 散 乱"有 的 扭 曲 呈 螺 旋 状! 说 明 野 生 植 物 和 栽 培 作 物 细 胞 或组织水平上的不协调! 并且发现受体如果是菰和水稻的非精卵结合后代" 花粉的萌发率将有所提 高! 富 威 力 等 以 栽 培 稻 为 受 体 "以 菰 为 共 体 通 过 花 粉 管 通 道 法 进 行 转 移 的 研 究 "在 受 体 水 稻 分 离 世 代 看 到 了 在 抽 穗 期 #株 高 #穗 长 #千 粒 重 #芒 性 #色 素 和 子 粒 蛋 白 质 含 量 等 性 状 上 产 生 了 明 显 的 变 异 !
吉林农业科学
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菰在水稻育种中的研究进展
王晓丽 ! 马 建 ! 孙长占 ! 历艳志 ! 马景勇
,吉 林 农 业 大 学 农 学 院 ! 长 春 !#"!!%.... 摘
#. . 菰在水稻育种中的应用
植 物 离 体 培 养 是 进 行 细 胞 突 变 体 选 择 和 遗 传 操 作 的 重 要 技 术 环 节 !对 菰 进 行 离 体 培 养 !以 期 为 外 源 891 导 入 和 细 胞 融 合 提 供 科 学 依 据 & 杨 福 等 对 菰 不 同 组 织 进 行 离 体 培 养 ! 证 明 愈 伤 组 织 诱 导 ( 分 化 能 力 以 地 下 茎 最 好 !分 蘖 节(成 熟 胚 和 幼 穗 都 可 以 完 成 再 生 苗 的 过 程 & 对 菰 染 色 体 进 行 的 研 究 表 明 ! 菰 的 染 色 体 数 目 为 (:;(<;#4 是 典 型 的 二 倍 体 生 物 ! 在 花 粉 减 数 分
(. . 菰在水稻育种中的利用价值
菰的形态特征是培育水稻理想株型的重要资源& 菰的蛋白质含量以及必需氨基酸的含量都比水 稻 高 ! 菰 的 蛋 白 质 含 量 为 !(06%7 ! 水 稻 品 种 松 前 为 &0&)7 & 氨 基 酸 含 量 菰 普 遍 高 于 松 前 ! 人 体 第 ! 必 需氨基酸赖氨酸菰为 "04%4!松前为 "0(((& 并且菰具有较强的抗稻瘟病的能力 !几乎没有发现感病植株 &
!" 世 纪 #" 年 代 " 朴 亨 茂 等 以 水 稻 为 母 本 " 菰 为 父 本 进 行 杂 交 " 并 同 时 授 同 品 种 水 稻 花 粉 " 获 得 少
量 种 子 "并 在 分 离 世 代 获 得 大 量 的 分 离 株 ! 在 后 代 材 料 上 出 现 形 态 的 剧 烈 变 化 "扩 大 了 性 状 的 变 异 幅 度和范围"使遗传变异多样化! 明显看到较多父本的性状特性表现在杂种 后 代 上 ! 如 株 形 #叶 形 #穗 形 #色 素 和 一 些 超 亲 性 状 #超 早 熟 性 #超 晚 熟 性 #无 限 营 养 生 长 性 #超 矮 秆 性 #异 常 的 分 蘖 规 律 #出 叶 速 度 #异 常 多 的 穗 数 和 大 粒 性 状 等 ! 杂 交 后 代 的 蛋 白 质 含 量 和 必 需 氨 基 酸 含 量 均 显 著 高 于 水 稻 "粳 稻 糙 米 蛋 白 质 含 量 一 般 在 $% ! &% " 日 本 粳 稻 最 高 可 达 ’(&% ! 而 杂 交 后 代 糙 米 蛋 白 质 含 量 达 )"*&)+ !
!. . 菰的形态特征
菰 为 多 年 或 一 年 水 生 草 本 挺 水 植 物 !具 肥 厚 的 根 状 茎 !基 部 节 上 生 不 定 根 & 叶 鞘 肥 厚 !长 于 节 间 ! 叶 舌 膜 质 ! 略 呈 三 角 形 ! 株 高 !"" ! (+".23! 茎 粗 #".33! 叶 节 线 状 披 针 形 & 穗 长 4" ! &".23! 长 枝 梗 ! 码 稀 !圆 锥 花 序 !广 展 !顶 生 !分 枝 多 数 近 于 轮 生 !雌 雄 同 株 小 穗 单 生 略 为 不 同 型 !含 一 朵 小 花 !雌 小 穗 位 于 花 序 上 部!在 小 穗 柄 顶 端 脱 节!雄 小 穗 位 于 花 序 下 部 !也 在 小 穗 柄 上 脱 节!小 穗 柄 较 细 弱 !颖 完 全 退 化 !外 稃 具 + 脉 !内 稃 # 脉 !雌 小 穗 中 外 稃 具 长 芒 !内 稃 为 外 稃 所 紧 抱 !雄 蕊 ) 个 !颖 果 为 尖 而 长 的 纺 锤 形 ! 千 粒 重 + ! !".5! 子 粒 黑 色 &
要 "菰 是 水 稻 育 种 重 要 的 野 生 资 源 # 在 近 几 十 年 间 对 菰 的 研 究 不 断 深 入 # 结 果 表 明 !菰 具 有 许 多 水
稻 所 欠 缺 的 优 良 性 状 !是 扩 大 水 稻 基 因 库 的 良 好 材 料 # 通 过 几 十 年 的 研 究 证 明 !利 用 菰 对 水 稻 进 行 改 良 是 十 分 有 价 值 的 ! 也 是 可 行 的 # 并 提 出 了$ 渐 渗 性 % 理 论 ! 为 分 子 水 平 的 远 缘 杂 交 提 出 新 的 理 论 依 据 & 关 键 词 "菰 ’ 水 稻 ’育 种 ’ 渐 渗 性 中 图 分 类 号 " /+!!0"#+0!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 文 献 标 识 码 " 1
.... . . . . 菰 ’!"#$%"$ &’(")*&"’ -在 分 类 上 为 禾 本 科 ! 稻 族 ! 菰 属 & 近 几 十 年 间 对 菰 的 品 质 特 性 以 及 在 水 稻 育 种
中 的 应 用 进 行 了 详 细 的 研 究 & 菰 为 野 生 资 源 !具 有 水 稻 不 具 备 的 优 良 性 状 !对 稻 瘟 病 !纹 枯 病 高 抗 !耐 冷性很强!谷物蛋白质和赖氨酸含量显著高于水 稻 !根 系 强 大 !深 水 适 应 性 强 !生 长 和 成 熟 速 度 异 常 快 !生 物 产 量 高 & 水 稻 基 因 库 的 贫 乏 是 影 响 水 稻 品 种 改 良 的 限 制 因 素!作 物 品 种 改 良 要 有 所 突 破 !必 须 扩 大 基 因 库 !最 佳 途 径 是 将 异 源 植 物 的 优 良 基 因 转 移 到 农 作 物 中 来 &引 入 外 源 基 因 可 以 扩 大 和 丰 富 水 稻 基 因 库!显 著 提 高 育 种 效 率 & 菰 是 扩 大 和 丰 富 水 稻 基 因 库 的 理 想 材 料 & 对 菰 的 利 用 将 扩 大 水 稻 基 因 库!可 以 显 著 提 高 育 种 效 率 和 水 稻 产 量 及 抗 病 性 &
,2 ! 渐渗性 " 理论的提出
对 于 外 源 基 因 导 入 植 物 技 术 的 理 论 学 说 " 周 光 宇 提 出 /01 片 断 杂 交 假 说 认 为 " 具 有 一 定 亲 缘 关 系的物种杂交"虽然是不能亲和的"但从进化的 角 度 来 看 "部 分 基 因 间 可 能 存 在 一 定 的 同 源 性 "可 以 发 生 部 分 联 会 "从 而 稳 定 的 参 入 到 受 体 的 基 因 组 中 ! 刘 宝 等 在 获 得 水 稻 转 菰 基 因 的 渐 渗 系 后 "对 后 代 材 料 进 行 分 子 水 平 的 研 究 和 鉴 定 !并 提 出 外 源 基 因 渗 透 学 说 认 为 "外 源 基 因 的 进 入 引 起 受 体 基 因 组 的 震 惊 "一 方 面 "基 因 组 在 相 互 作 用 过 程 中 具 有 主 动 的 一 面 "基 因 组 通 过 删 除 一 些 基 因 组 特 异 序 列 或 染 色体特异序列使其趋于二倍体化! 基因组也通过删除一些低拷贝的基因或通过甲基化变化来调节基 因 的 表 达 ! 另 一 方 面 "基 因 组 在 相 互 作 用 过 程 中 也 有 被 动 的 一 面 "外 源 基 因 组 的 进 入 不 可 能 在 短 时 间 和 受 体 基 因 组 和 谐 共 存! 因 此 产 生 许 多 非 随 机 的 变 化 ! 通 过 最 近 的 研 究 结 果 来 看"绝 大 多 数 的 生 物 都 曾 经 是 多 倍 体 的 "然 后 经 过 二 倍 体 化 的 过 程 ! 在 异 源 多 倍 体 的 形 成 过 程 中 "基 因 组 在 早 期 世 代 变 化 极 为 迅 速 ! 变 化 程 度 与 两 套 基 因 组 的 亲 缘 关 系 有 直 接 的 联 系"亲 缘 关 系 越 远"变 化 越 强 烈 ! 远缘杂交和随后的基因组加倍能引起基因的变化" 在亲本中存在的编码基因序列在多倍体形成 后 被 删 除 了"或 原 来 在 亲 本 中 表 达 的 基 因 在 多 倍 体 中 不 表 达"或 不 表 达 的 基 因 在 多 倍 体 中 表 达 ! 这 些 基 因 的 丢 失 #沉 默 和 激 活 是 远 缘 杂 交 不 亲 和 引 起 的 "甚 至 发 生 排 斥 "最 终 二 倍 体 化 ! 菰的基因组被迅速排斥掉" 但引起了水稻基因组广泛的甲基化变异! 甲基化变异既发生在编码 区 "也 发 生 在 非 编 码 区 "既 有 增 加 甲 基 化 的 变 异 "也 有 去 甲 基 化 的 变 异 ! 例 如 核 糖 体 基 因 序 列 就 发 生 了去甲基化的变异! 这些变异是可以稳定遗传的! 高 等 植 物 遗 传 结 构 高 度 复 杂 "重 要 的 农 艺 性 状 均 为 多 基 因 性 状 "而 且 对 与 农 艺 性 状 有 关 的 基 因 了 解 较 少 "分 离 这 些 基 因 有 困 难 ! 因 此 "全 基 因 组 基 因 导 入 仍 然 具 有 重 要 意 义 ! 长 期 以 来 农 业 分 子 育 种 被 证 明 是 行 之 有 效 的 方 法"在 许 多 作 物 上 获 得 大 量 变 异 后 代 "并 育 成 品 种 应 用 于 生 产 ! 虽 然 全 基 因 组 导 入 技 术 缺 乏 提 取 特 定 目 的 基 因 的 程 序 "随 机 性 很 大 "能 够 获 得 目 标 性 状 的 几 率 较 低"但 相 对 于 单 基 因 导 入"在 育 种 上 还 是 具 有 较 大 的 应 用 价 值! 国 内 外 农 作 物 育 种 和 遗 传 工 程 发 展 现 状 是 应 该 解 决 多 基 因 性 状 转 移 的 途 径 和 技 术 " 3 下 转 第 ,’ 页 4 万方数据