海稻86的秈粳性鑒定

楊軍 王海鳳 郭濤

摘要：海稻86是非常珍貴的耐鹽堿水稻種質(zhì)資源，其耐鹽堿優(yōu)良性狀為有效利用黃河三角洲鹽堿地、增加糧食產(chǎn)量提供了可能。本研究利用InDel分子指數(shù)法對海稻86的秈粳性進行分析，結(jié)果表明海稻86為秈稻，且初步確定其不是野生稻。這就為雜交育種親本配組中有效利用海稻86耐鹽堿優(yōu)良性狀提供了參考。

關鍵詞：海稻86；InDel標記；秈粳性

中圖分類號：S511.035.1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）10-0024-03

海稻86是以1986年陳日勝在湛江海邊發(fā)現(xiàn)的海水稻而命名，2014年9月1日該品種正式在農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)植物新品種保護公報》上公布。海稻86的典型特點是稻穗為青白色，具有較強的耐鹽堿、耐淹能力，是非常珍貴的水稻種質(zhì)資源。水稻是改良鹽堿地的先鋒作物[1，2]，可有效壓鹽洗堿，改良土壤，使重度鹽堿地改良為中、輕度鹽堿地。山東省黃河三角洲地區(qū)目前有近46.7萬公頃鹽堿地，不適合耐鹽堿性差的作物生長[3]。有效的解決方案之一是育種家將優(yōu)良水稻品種與海稻86雜交選育出適合黃河三角洲地區(qū)種植的耐鹽堿水稻品種。然而，目前對于海稻86的秈粳性尚未定論。如果在雜交育種親本配組之前不能正確地了解親本的秈粳性，則會導致選配親本失當及育種結(jié)果不理想[4]。因此，明確海稻86的秈粳屬性、了解其秈粳分化程度是利用海稻86耐鹽堿優(yōu)良性狀需要面對的首要問題。

長期以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上用于鑒定水稻品種秈粳性的主要方法是程侃聲[5]提出的“程氏指數(shù)法”，但該方法需采用較多的數(shù)量性狀，需培育至成熟植株才能完成各個形態(tài)指標的測量[6]，在實際分類操作過程中容易受到環(huán)境和人為主觀因素影響[7]。針對傳統(tǒng)鑒定方法存在的缺陷，盧寶榮等[8]通過比對粳稻品種日本晴和秈稻品種93-11基因組序列，篩選并實驗驗證出與栽培稻的秈粳遺傳分化密切相關的34個InDel特異位點，可以快速、準確地鑒定水稻品種的秈粳性及秈粳分化程度，并將該方法稱為“InDel分子指數(shù)法”。InDel分子指數(shù)法是鑒定水稻秈粳屬性的特異方法，相對于傳統(tǒng)鑒定方法具有更高的可操作性和靈敏性，可以用于秈粳屬性鑒定及遺傳分化等方面的研究 [6， 9，10]。本研究采用InDel分子指數(shù)法對海稻86的秈粳性進行分析鑒定，以期為合理利用海稻86進行雜交育種提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

用于本研究的材料為粳稻品種日本晴、秈稻品種93-11以及待測品種海稻86。

1.2DNA提取

將日本晴、93～11以及海稻86種植在28℃人工氣候箱中生長至3～4葉期， 每個品種選擇新鮮葉片約1 g ，按照CTAB方法提取各水稻品種基因組DNA[11]。

1.3PCR擴增及電泳檢測

采用賽默飛世爾科技（中國）有限公司合成的34對特異性InDel引物（表1）對日本晴、93-11以及海稻86基因組DNA進行PCR擴增。擴增體系：2×Taq Mix 5 μL，上、下游引物各0.5 μL（引物濃度10 μmol/L），1 μL 模板DNA（50 ng），ddH2O補足至10 μL。反應程序：95℃預變性5 min；95℃變性30 s，55℃退火30 s，72℃延伸30 s，35個循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR擴增產(chǎn)物用3%瓊脂糖凝膠電泳檢測，電壓100 V，電泳時間60 min左右。

1.4數(shù)據(jù)分析

InDel分子標記為共顯性標記，以粳稻品種日本晴、秈稻品種93-11基因組DNA電泳結(jié)果為參照，讀取待測品種海稻86在34對InDel標記上的基因型數(shù)據(jù)。分析方法參考盧寶榮等[8]提出的標準進行，具體如下：在各標記位點上，凡是與日本晴擴增條帶位置一致的記為純合粳稻基因型（JJ）；凡是與秈稻 93-11擴增條帶位置一致的，記為純合秈稻基因型（II）；既出現(xiàn)與日本晴條帶位置相同又同時出現(xiàn)與93-11條帶位置相同條帶的， 則記為秈-粳稻雜合基因型（IJ）。根據(jù)海稻86在34個InDel位點（N）上的基因型數(shù)據(jù)（JJ、II和IJ）來確定其秈粳類型。海稻86的秈或粳型平均基因頻率（Fi或Fj）按照盧寶榮等[8]的方法，用以下公式計算：

秈稻型基因頻率 Fi=2∑N1Xii+∑N1Xij2N；

粳稻型基因頻率 Fj=2∑N1Xjj+∑N1Xij2N

式中：Xii為樣品在某一InDel位點上由電泳條帶判讀的純合秈稻基因型（II）；Xjj為樣品在某一InDel位點上由電泳條帶判讀的純合粳稻基因型（JJ）；Xij為樣品在某一InDel位點上由電泳條帶判讀的秈-粳稻雜合基因型（IJ）；N等于特異InDel引物對數(shù)34。鑒定秈粳性的判別標準見表2。

2結(jié)果與分析

2.1三個品種PCR擴增結(jié)果

用34對InDel引物對日本晴、93-11以及海稻86基因組DNA進行PCR擴增，發(fā)現(xiàn)在各InDel標記上產(chǎn)生了明顯的多態(tài)性條帶。其中海稻86在標記R3M53、R4M13、R4M17、R10M17上的擴增條帶與粳稻品種日本晴擴增條帶位置一致，在其它30個標記上的擴增條帶與秈稻品種93-11擴增條帶位置一致。在這34個InDel標記擴增中都未見到稻雜合基因型條帶。部分標記擴增結(jié)果如圖1。

2.2海稻86秈粳性分析

根據(jù)海稻86在34個InDel位點PCR擴增結(jié)果，計算其粳型（Fj）或秈型（Fi）基因頻率。結(jié)果表明待測品種海稻86的粳型（Fj）基因頻率為0.1176，對應的秈型（Fi）基因頻率為0.8824。根據(jù)表2的秈粳性分類標準可以確定海稻86為秈稻。盧寶榮等[8]研究結(jié)果表明野生稻在R1M47等某些InDel位點擴增中會出現(xiàn)更高的多態(tài)性且其檢測的所有野生稻均為秈、粳中性，據(jù)此可以初步確定海稻86不是野生稻。

注：三個品種上樣順序依次為日本晴、93-11、海稻86。M為DL2000 DNA分子標記；1、2、3依次是上述三個品種標記R1M7的擴增結(jié)

果，4、5、6為標記R1M30的擴增結(jié)果，7、8、9是標記R1M37的擴增結(jié)果，10、11、12是標記R1M47的擴增結(jié)果，13、14、15是標記R2M10

的擴增結(jié)果，16、17、18是標記R2M24的擴增結(jié)果，19、20、21是標記R2M26的擴增結(jié)果，22、23、24是標記R3M53的擴增結(jié)果。

3討論與結(jié)論

鹽堿地是我國重要的后備土地資源，有效改良利用鹽堿地是保障糧食安全、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一[12]。目前公開報道的耐鹽堿水稻資源較少[13]，海稻86作為非常珍貴的耐鹽堿水稻種質(zhì)資源，其含有的耐鹽堿優(yōu)良性狀為有效利用鹽堿地、增加糧食產(chǎn)量提供了可能。本研究利用InDel分子指數(shù)法對海稻86的秈粳性進行分析，實驗數(shù)據(jù)表明其為秈稻，且推測其不是野生稻。海稻86耐鹽堿能力強，但是本身也存在一些問題，例如產(chǎn)量低、株型偏高等。今后對海稻86進行改良，取其精華將是研究的重點方向之一。

致謝：海稻86由陳日勝研究員提供，謹致謝意。

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