海稻86的籼粳性鉴定

杨军 王海凤 郭涛

摘要：海稻86是非常珍贵的耐盐碱水稻种质资源，其耐盐碱优良性状为有效利用黄河三角洲盐碱地、增加粮食产量提供了可能。本研究利用InDel分子指数法对海稻86的籼粳性进行分析，结果表明海稻86为籼稻，且初步确定其不是野生稻。这就为杂交育种亲本配组中有效利用海稻86耐盐碱优良性状提供了参考。

关键词：海稻86；InDel标记；籼粳性

中图分类号：S511.035.1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）10-0024-03

海稻86是以1986年陈日胜在湛江海边发现的海水稻而命名，2014年9月1日该品种正式在农业部《农业植物新品种保护公报》上公布。海稻86的典型特点是稻穗为青白色，具有较强的耐盐碱、耐淹能力，是非常珍贵的水稻种质资源。水稻是改良盐碱地的先锋作物[1，2]，可有效压盐洗碱，改良土壤，使重度盐碱地改良为中、轻度盐碱地。山东省黄河三角洲地区目前有近46.7万公顷盐碱地，不适合耐盐碱性差的作物生长[3]。有效的解决方案之一是育种家将优良水稻品种与海稻86杂交选育出适合黄河三角洲地区种植的耐盐碱水稻品种。然而，目前对于海稻86的籼粳性尚未定论。如果在杂交育种亲本配组之前不能正确地了解亲本的籼粳性，则会导致选配亲本失当及育种结果不理想[4]。因此，明确海稻86的籼粳属性、了解其籼粳分化程度是利用海稻86耐盐碱优良性状需要面对的首要问题。

长期以来，农业生产上用于鉴定水稻品种籼粳性的主要方法是程侃声[5]提出的“程氏指数法”，但该方法需采用较多的数量性状，需培育至成熟植株才能完成各个形态指标的测量[6]，在实际分类操作过程中容易受到环境和人为主观因素影响[7]。针对传统鉴定方法存在的缺陷，卢宝荣等[8]通过比对粳稻品种日本晴和籼稻品种93-11基因组序列，筛选并实验验证出与栽培稻的籼粳遗传分化密切相关的34个InDel特异位点，可以快速、准确地鉴定水稻品种的籼粳性及籼粳分化程度，并将该方法称为“InDel分子指数法”。InDel分子指数法是鉴定水稻籼粳属性的特异方法，相对于传统鉴定方法具有更高的可操作性和灵敏性，可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化等方面的研究 [6， 9，10]。本研究采用InDel分子指数法对海稻86的籼粳性进行分析鉴定，以期为合理利用海稻86进行杂交育种提供依据。

1材料与方法

1.1材料

用于本研究的材料为粳稻品种日本晴、籼稻品种93-11以及待测品种海稻86。

1.2DNA提取

将日本晴、93～11以及海稻86种植在28℃人工气候箱中生长至3～4叶期， 每个品种选择新鲜叶片约1 g ，按照CTAB方法提取各水稻品种基因组DNA[11]。

1.3PCR扩增及电泳检测

采用赛默飞世尔科技（中国）有限公司合成的34对特异性InDel引物（表1）对日本晴、93-11以及海稻86基因组DNA进行PCR扩增。扩增体系：2×Taq Mix 5 μL，上、下游引物各0.5 μL（引物浓度10 μmol/L），1 μL 模板DNA（50 ng），ddH2O补足至10 μL。反应程序：95℃预变性5 min；95℃变性30 s，55℃退火30 s，72℃延伸30 s，35个循环；72℃延伸10 min。PCR扩增产物用3%琼脂糖凝胶电泳检测，电压100 V，电泳时间60 min左右。

1.4数据分析

InDel分子标记为共显性标记，以粳稻品种日本晴、籼稻品种93-11基因组DNA电泳结果为参照，读取待测品种海稻86在34对InDel标记上的基因型数据。分析方法参考卢宝荣等[8]提出的标准进行，具体如下：在各标记位点上，凡是与日本晴扩增条带位置一致的记为纯合粳稻基因型（JJ）；凡是与籼稻 93-11扩增条带位置一致的，记为纯合籼稻基因型（II）；既出现与日本晴条带位置相同又同时出现与93-11条带位置相同条带的， 则记为籼-粳稻杂合基因型（IJ）。根据海稻86在34个InDel位点（N）上的基因型数据（JJ、II和IJ）来确定其籼粳类型。海稻86的籼或粳型平均基因频率（Fi或Fj）按照卢宝荣等[8]的方法，用以下公式计算：

籼稻型基因频率 Fi=2∑N1Xii+∑N1Xij2N；

粳稻型基因频率 Fj=2∑N1Xjj+∑N1Xij2N

式中：Xii为样品在某一InDel位点上由电泳条带判读的纯合籼稻基因型（II）；Xjj为样品在某一InDel位点上由电泳条带判读的纯合粳稻基因型（JJ）；Xij为样品在某一InDel位点上由电泳条带判读的籼-粳稻杂合基因型（IJ）；N等于特异InDel引物对数34。鉴定籼粳性的判别标准见表2。

2结果与分析

2.1三个品种PCR扩增结果

用34对InDel引物对日本晴、93-11以及海稻86基因组DNA进行PCR扩增，发现在各InDel标记上产生了明显的多态性条带。其中海稻86在标记R3M53、R4M13、R4M17、R10M17上的扩增条带与粳稻品种日本晴扩增条带位置一致，在其它30个标记上的扩增条带与籼稻品种93-11扩增条带位置一致。在这34个InDel标记扩增中都未见到稻杂合基因型条带。部分标记扩增结果如图1。

2.2海稻86籼粳性分析

根据海稻86在34个InDel位点PCR扩增结果，计算其粳型（Fj）或籼型（Fi）基因频率。结果表明待测品种海稻86的粳型（Fj）基因频率为0.1176，对应的籼型（Fi）基因频率为0.8824。根据表2的籼粳性分类标准可以确定海稻86为籼稻。卢宝荣等[8]研究结果表明野生稻在R1M47等某些InDel位点扩增中会出现更高的多态性且其检测的所有野生稻均为籼、粳中性，据此可以初步确定海稻86不是野生稻。

注：三个品种上样顺序依次为日本晴、93-11、海稻86。M为DL2000 DNA分子标记；1、2、3依次是上述三个品种标记R1M7的扩增结

果，4、5、6为标记R1M30的扩增结果，7、8、9是标记R1M37的扩增结果，10、11、12是标记R1M47的扩增结果，13、14、15是标记R2M10

的扩增结果，16、17、18是标记R2M24的扩增结果，19、20、21是标记R2M26的扩增结果，22、23、24是标记R3M53的扩增结果。

3讨论与结论

盐碱地是我国重要的后备土地资源，有效改良利用盐碱地是保障粮食安全、促进农业可持续发展的重要途径之一[12]。目前公开报道的耐盐碱水稻资源较少[13]，海稻86作为非常珍贵的耐盐碱水稻种质资源，其含有的耐盐碱优良性状为有效利用盐碱地、增加粮食产量提供了可能。本研究利用InDel分子指数法对海稻86的籼粳性进行分析，实验数据表明其为籼稻，且推测其不是野生稻。海稻86耐盐碱能力强，但是本身也存在一些问题，例如产量低、株型偏高等。今后对海稻86进行改良，取其精华将是研究的重点方向之一。

致谢：海稻86由陈日胜研究员提供，谨致谢意。

参考文献：

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