新闻中心

南京农业大学杂草研究室通过细胞质证据发现中国的某些杂草稻可以直接演化自杂交水稻

发布日期:2015-08-1 发布者:张晶旭  联系方式: 84395117 文章字体:

    杂草稻具有竞争能力强、易落粒和种子休眠等杂草性状,在世界各稻作产区均有发生,是全球稻田危害性最大的杂草之一。杂草稻和栽培稻是同一物种(Oryza sativa)因而具有相似的形态特征和生理习性似,至今还没有安全有效的化学除草剂对其进行防除。南京农业大学杂草研究室强胜教授团队自2007年起便开始对全国杂草稻的发生情况进行调查和取样,至今已经采集杂草稻材料8334份。同时一直致力于杂草稻的起源,遗传多样性,特殊优势基因,防除,及其与转基因水稻间基因漂移生态风险评估等研究。
    关于杂草稻的起源与演化问题是倍受关注的,以全世界不同地区发生的杂草稻为研究对象通过生物学特性分析、分子标记及特殊基因等技术手段的研究,大致提出了栽培稻和野生稻的杂交产物,驯化水稻回复突变成野生类型,籼粳杂交演化等假说,但是仍缺乏直接证据。
    杂交水稻自上世纪70年代在中国开始被广泛种植,到上世纪90年代已经占到全国水稻种植面积的一半以上。其中三系杂交水稻一直是杂交水稻的主力军,超过杂交水稻种植面积的80%。水稻质体基因是通过母系遗传,而三系杂交水稻采用的不育细胞质为我们提供了契机以探讨杂交水稻与杂草稻的亲缘关系。本研究对取自全国13个省的358份杂草稻材料进行了野败型(WA)和包台型(BT)不育细胞质基因的检测,通过遗传学手段和分子标记的方法共发现有16份(4.5%)杂草稻含有野败不育细胞质。说明这些杂草稻的原始母系亲本是利用野败不育细胞质育种的杂交水稻,但是较低的比例说明杂交水稻的广泛种植并不是中国杂草稻近些年发生严重的原因。
    该研究首次发现了杂草稻可以直接演化自栽培水稻的直接证据。南京农业大学为第一署名单位、生命科学学院的强胜教授为通讯作者,张晶旭博士为第一作者。Scientific Reports于2015年第5期发表了该研究成果. 文章题目为“Cytoplasmic-genetic male sterility gene provides direct evidence for some hybrid rice recently evolving into weedy rice”(doi: 10.1038/srep10591)。该研究得到了国家转基因重大专项(2013ZX08011-001)、教育部博士点基金优先发展领域课题(20130097130006)、国家自然科学基金(30800604)和教育部111项目(B07030)的支持。
(南京农业大学杂草研究室)