东北地区杂草稻亲缘关系及其生物学、生态学主要特征的研究

东北地区杂草稻亲缘关系及其生物学、生态学主要特征的研究

论文摘要

杂草稻又名杂草型稻或杂草种系,普遍认为属于野生稻与栽培稻中间类型,其遗传亲缘关系和生物学特性更接近栽培稻,在世界范围内特别是栽培粗放和直播稻推广种植地区分布广泛。在一些亚洲国家包括非野生稻起源地域,杂草稻侵入耕地与栽培稻伴随生长,影响稻米的产量与质量,杂草稻危害已成为当今水稻生产的一个问题。然而,经历漫长的自然进化和某种特定稻作环境的驯化,杂草稻已成为稻种资源的一个特殊类型,较野生稻而言,其特殊生物学性状和抗逆性等优良性状易于在育种中直接利用,是水稻品种改良的重要育种资源,同时也是稻种遗传进化研究的必备材料。杂草稻长期自然生长繁衍,其抗病、虫、寒、旱、盐碱等特性优于栽培稻,而且与栽培稻的亲缘关系相对接近,是一种改良栽培稻抗逆性的天然基因库。迄今为止,世界上仅有少数国家对杂草稻资源进行收集、保存、鉴定和研究利用。本文就我国东北地区出现的杂草稻进行了收集,并对其外观特征特性及其抗逆性进行了研究;同时对我国东北地区杂草稻的起源进行了初步性的探讨,利用RAPD分子标记技术对所收集的杂草稻进行指纹分析,建立了树状遗传图,探讨其亲缘关系,获得了以下一些主要结论:1.根据RAPD分析结果,在15个样品中,CK组(3个)和杂草稻组(12个)各聚一类,而遗传距离0.31的分界则说明东北地区杂草稻与栽培稻亲缘关系较近;此外,12个杂草稻品种按其收集地的不同基本聚为一类,其中辽宁的2个品种较其他杂草稻关系较远,说明东北地区杂草稻以地域性分化为明显;而吉林和黑龙江内的所采集的杂草稻部分聚在一起,又说明黑、吉两省杂草稻的基因多样性低,很可能为流窜或相近来源导致。2.所分析的供试材料共12种,其中11种杂草稻与普通水稻的生物生态学特征最明显表现在芒长、种皮颜色、落粒性,以及株高和分蘖上;3.在盐胁迫NaCl浓度为1.0%时,大部分杂草稻种子的发芽率达50%以上,而普通水稻则为33.3%;当盐浓度增加到1.5%时,水稻发芽率为1.4%,而杂草稻的一半品种发芽率已经超过了10%,有的杂草稻如辽宁省编号12超过了20%,这足以说明杂草稻的抗逆性远远高于普通水稻;其中以黑龙江和辽宁杂草稻为代表。此外,在种子越冬发芽试验中,通过两年的调查结果,也证实了杂草稻综合抗性优于普通水稻,以黑龙江地区采集的品种为优。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 2 文献综述
  • 2.1 杂草稻的概念
  • 2.2 杂草稻的起源和地理分布
  • 2.3 杂草稻的分类
  • 2.4 杂草稻资源收集
  • 2.5 杂草稻资源特性
  • 2.5.1 休眠性与种子寿命
  • 2.5.2 开花习性与天然异交结实率
  • 2.5.3 繁殖与生存方式
  • 2.5.4 抗逆性育种资源
  • 2.5.5 特殊品质育种资源
  • 2.5.6 “LEAFY”(小叶化)杂草稻
  • 2.5.7 DNA 分子指纹(RAPD、SSR 等)及遗传多样性
  • 2.6 杂草稻侵袭与控制
  • 2.6.1 杂草稻的扩散途径
  • 2.6.2 杂草稻防除的发展
  • 2.6.3 国内外对杂草稻采取的控制措施
  • 2.7 杂草稻的起源
  • 2.8 杂草稻的保护和利用
  • 2.8.1 杂草稻资源与育种利用
  • 2.8.2 杂草稻资源在栽培稻种系统演化与籼粳分化中的重要性
  • 2.8.3 杂草稻资源在转基因水稻生物安全性评价中的应用
  • 2.8.4 杂草稻资源有利基因发掘
  • 3 材料与方法
  • 3.1 供试材料及编号
  • 3.2 材料来源分布图
  • 3.3 试验设计
  • 3.3.1 亲缘关系鉴定—DNA 指纹分析
  • 3.3.2 杂草稻生物、生态特征试验
  • 3.3.3 杂草稻抗性试验(抗盐、碱;抗寒性)
  • 3.4 数据处理及统计分析
  • 4 结果与分析
  • 4.1 RAPD 结果分析(亲缘关系鉴定)
  • 4.1.1 RAPD 实验条件的优化
  • 4.1.2 多态性分析
  • 4.1.3 遗传距离
  • 4.1.4 种间遗传关系
  • 4.2 东北地区杂草稻特征特性
  • 4.2.1 杂草稻特征特性比较
  • 4.2.2 株高生长趋势分析
  • 4.2.3 分蘖消长动态的分析
  • 4.3 抗性试验
  • 4.3.1 杂草稻的盐碱胁迫分析
  • 4.3.2 抗除草剂试验
  • 4.3.3 种子越冬能力分析
  • 4.4 东北杂草稻种质资源农艺性状聚类分析
  • 5. 讨论
  • 5.1 杂草稻主要来源
  • 5.2 杂草稻抗性的探讨
  • 5.3 东北杂草稻分布及遗传多样性
  • 5.4 有关杂草稻的防除方法
  • 5.5 基因组 DNA 的提取
  • 5.6 RAPD 反应条件的建立及应注意的问题
  • 5.7 杂草稻的保护
  • 6. 结论
  • 7 参考文献
  • 8 附图及附录
  • 9 作者简历
  • 致谢
  • 相关论文文献

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