农家保护云南水稻地方品种基因多样性的历时变化

【作者】 崔迪； 汤翠凤； 马小定； 余滕琼； 阿新祥； 张恩来； 曹桂兰； 徐福荣； 戴陆园； 韩龙植；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所； 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所；

【摘要】 水稻是最早驯化的作物之一,其遗传多样性在人为选择和驯化的过程中逐渐降低。与现代选育品种相比,由当地农民保存的传统水稻地方品种可为水稻育种和改良在抗病虫性、抗逆性等特性方面提供丰富的遗传变异。因此,水稻地方品种是丰富水稻基因库的重要种质资源。云南省是我国乃至世界最大的水稻遗传多样性中心之一。尽管由于新品种的培育与推广,云南省很多地方稻种资源已经在生产中被淘汰,但当前仍然有不少地方稻种因其适应性广、抗逆性强、抗病虫、品质优以及与少数民族的生活习俗息息相关等原因而以农家保护方式年年种植被保留了下来,而且很多地方稻种的种植历史在50年以上。因此,有效保护和利用云南水稻地方品种至关重要。本研究以不同年代在云南省收集的600份水稻地方品种为试验材料,其中包括收集于1980年的332份和收集于2007年的268份。为揭示农家保护下水稻地方品种近30年来基因组的遗传变异情况,通过对CatA,GBSSⅡ,Os1977,STS22,STS90,S5,Pid3,Ehd1,GS3和GS5共10个核基因片段的序列分析来研究水稻地方品种的基因多样性的变化和单倍型的地理分布情况等。结果表明,1980年和2007年收集的水稻地方品种群体的核苷酸多样性(π)分别为0.0061和0.0058;分离位点的多态性(θw)分别为0.0032和0.0033,均呈无显著差异(P<0.05)。单倍型分析表明,农家保护下水稻地方品种的基因单倍型发生了动态变化,不断产生新的(或丢失)单倍型,同时其单倍型频率也发生变化,但总体上较好地维持了原有群体的单倍型类型。AMOVA分析表明,在一半的基因位点上两个不同时期的水稻地方品种群体间均表现出显著的遗传差异(P<0.05)。研究结果表明,经历了近30年来的自然与人为选择,在农家保护状态下的云南水稻地方品种很好的维持了其原有的遗传多样性水平,其群体的遗传基础也在不断的发生改变。这说明农家保护作为一种动态保护方式,应该予以鼓励和加强,尤其是在作物遗传多样性中心。更多还原