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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,争夺阳光和养分,严重影响了水稻的产量和稻米品质,己成为当今水稻生产的一个问题。近年来我国直播稻的推广和应用,杂草稻的危害明显加重。
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。同时,经历漫长的自然进化和某种特定稻作环境的驯化,杂草稻的抗病、虫、寒、旱、盐碱等特性优于栽培稻,并且与水稻的亲缘关系也比较近,是一个极有利用价值的天然基因库,对水稻育种是一个宝贵资源。本文就杂草稻的生物学特性、杂草稻qSH1基因片段序列分析以及杂草稻遗传多样性分析三方面进行研究,主要结果表明:
1.在对广东湛江杂草稻的生长发育观察中发现,杂草稻的一些形态特征类似于栽培稻,尤其是在苗期很难与栽培稻区分开来,而在生长后期渐渐表现出了不同与栽培稻的特性,如株型松散、抽穗期早、落粒性强、谷粒褐色等。同时,广东湛江杂草稻整体的表型变异也非常丰富,甚至呈连续性交化。
2.为了探讨杂草稻与栽培稻在qSH1基因片段的序列是否存在差异。利用已经报道的扩增水稻qSH1基因的引物,对来源于广东湛江雷州地区的6份落粒性极强的杂草稻进行PCR检测,通过测序得到约460bp的核苷酸碱基序列,序列分析结果表明:该核苷酸碱基序列大致位于qSH1基因下游100kb处,与NCBI网站公布的水稻的核苷酸碱基序列为同源序列,同源性达100%。这6份杂草稻与水稻之间共同存在一个碱基位点差异,经证实为前人报道的SNP位点。另外6份杂草稻所获片段序列不完全一致,存在一个位点差异,但不能确定是否为一个作用位点。
3.用30对SSR引物比较了不同省(区)的12份杂草稻、34份栽培稻以及36份的普通野生稻的遗传多样性,共检测出121个多态性条带,每个SSR位点的等位基因数为2~6个不等,平均为4.03个。杂草稻、栽培稻和野生稻的遗传多样性指数(He)分别为0.2882、0.3515和0.4899,每一位点在杂草稻中的等位基因平均为2.1,在栽培稻中平均为2.27,而在野生稻中平均为3.53,说明杂草稻的遗传多样性低于栽培稻和野生稻。此外,杂草稻与栽培稻之间的遗传距离(0.0494)明显小于其与普通野生稻间的遗传距离(0.5838),表明杂草稻与栽培稻亲缘关系相对较近,而与野生稻的亲缘关系较远,即杂草稻很可能起源于栽培稻品种。