The effects of activated carbon and plants diversity ... - 华南农业大学

华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集一 等 奖 作 品Abstract: Dwarfing genes of rice were widely use in production is one of the greatestachievements in rice breeding in the 20 th century. The authors reviewed the progress on theresearch on the inheritance, cloning and functions of dwarf genes and the mechanism ofdwarfness in rice.The existing problems and de-yloping prospects in breeding of dwarf ricevarieties were also discussed in the paper.Key words: rice dwarf gene水 稻 是 世 界 上 最 重 要 的 粮 食 作 物 之 一 , 全 球 约 有 一 半 以 上 的 人 口 以 稻 米 作 为 主 食[1]-[2]。 大 概 有 超 过 120 个 稻 米 生 产 国 , 栽 培 面 积 常 年 保 持 在 15 亿 公 顷 以 上 , 其 中 90% 稻作 生 产 区 分 布 在 亚 洲 。20 世 纪 30 年 代 日 本 率 先 开 始 水 稻 的 矮 化 育 种 研 究 , 随 着 水 稻 与 小麦 矮 杆 与 半 矮 秆 基 因 的 发 现 与 应 用 , 自 上 个 世 纪 60 年 代 期 , 在 全 世 界 范 围 内 掀 起 了 一 场水 稻 育 种 的 “ 绿 色 革 命 ” [3]-[4] 。 之 后 , 水 稻 矮 源 基 因 的 筛 选 与 创 制 ; 株 高 性 状 与 遗 传 分 析 ;矮 生 性 状 的 作 用 机 理 及 相 关 基 因 的 定 位 、 克 隆 等 多 方 面 的 研 究 成 为 水 稻 育 种 中 一 个 热 门的 领 域 。 发 现 新 的 矮 源 基 因 对 水 稻 品 种 的 遗 传 改 良 以 及 提 高 粮 食 产 量 具 有 十 分 重 要 的 意[5]义 。1 水 稻 矮 化 性 状 的 遗 传 学 研 究1922 年 印 度 学 者 parnell [6] 首 次 报 道 了 一 个 由 隐 性 单 基 因 控 制 的 自 然 矮 杆 突 变 系 ; 明[7]峰 正 夫 在 1925 年 对 赤 毛 品 种 的 3 个 矮 杆 突 变 体 进 行 遗 传 分 析 后 认 为 高 秆 对 矮 秆 为 显 性 ,3 种 体 受 控 于 2 对 互 补 基 因 间 的 相 互 作 用 ;1936 年 oyoji 报 道 了 1 个 有 一 对 隐 性 基 因 控 制[8]的 矮 小 型 突 变 系 。 从 广 义 上 讲 , 水 稻 矮 生 性 状 是 指 成 熟 期 水 稻 株 高 比 正 常 植 株 缩 短 的 遗传 特 性 。 经 典 遗 传 学 表 明 水 稻 株 高 具 有 由 多 效 基 因 控 制 的 数 量 性 状 又 有 单 基 因 控 制 的 质量 性 状 遗 传 。 多 数 水 稻 株 高 由 1-3 对 主 效 基 因 控 制 , 并 受 微 效 基 因 调 控 , 且 矮 化 突 变 体内 多 由 一 对 隐 性 基 因 起 主 要 作 用 。我 国 籼 稻 矮 化 育 种 的 主 要 矮 源 有 矮 仔 占 、 矮 脚 南 特 、 花 龙 水 田 谷 和 印 尼 水 田 谷 。 其[9]中 矮 脚 南 特 和 矮 仔 占 是 两 个 主 要 矮 源 。 陈 温 福 等 统 计 了 1950—1985 年 南 方 稻 区 的 313个 籼 稻 品 种 的 系 谱 来 源 , 衍 生 矮 脚 南 特 的 品 种 占 21.7%, 衍 生 矮 仔 占 的 占 22%, 同 时 来自 两 种 矮 源 的 占 31.8%。 粳 稻 品 种 中 利 用 的 矮 源 一 般 分 为 两 类 : 一 类 是 由 单 个 主 效 矮 杆[10]基 因 控 制 , 另 一 类 是 由 多 个 微 效 基 因 控 制 , 生 产 上 利 用 较 多 的 粳 稻 品 种 主 要 有 日 本 晴 、calrose76、 农 垦 58。 随 着 分 子 生 物 学 的 发 展 , 利 用 分 子 标 记 技 术 已 经 构 建 了 水 稻 遗 传 连锁 图 , 找 到 了 许 多 与 株 高 相 关 的 基 因 或 QTL, 将 水 稻 矮 秆 性 状 的 研 究 有 经 典 遗 传 学 深 入[11]-[12]到 分 子 水 平 , 为 最 终 揭 示 水 稻 矮 化 性 状 的 遗 传 机 制 奠 定 了 基 础 。1986 年 日 本 水 稻 基 因 连 锁 群 和 命 名 委 员 会 将 水 稻 矮 秆 基 因 以 及 少 数 半 矮 秆 基 因 统 一[13]以 “d” 为 符 号 进 行 了 命 名 。 根 据 被 鉴 定 的 时 间 顺 序 , 从 1 往 后 排 。 目 前 , 已 经 注 册 到d-62, 其 中 植 株 表 现 为 半 矮 秆 类 型 的 基 因 定 名 为 sd, 现 已 注 册 到 sd-8, 其 中 有 6 个 位 点 (d8 、[14]d15、d16、d25、d34 和 d36) 与 其 它 位 点 等 位 而 空 缺 。46