Page 20 - 2011no11

阿新祥等, 2011, 转移定位野生稻优异基因的主要技术与方法, 分子植物育种 Vol.9 No.11 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0011)
1072
这些基因的转移定位主要通过了克服种间生殖障
碍、优异基因转移、优异基因定位三个阶段。本文
拟就近10 年来这三方面主要技术与方法的原理、主
要步骤及其应用作一简要归纳，并对其优缺点进行
评价，可为野生稻优异基因发掘感兴趣者或初涉野
生稻研究的科研人员提供可借鉴的系统资料。
1克服稻属种间生殖障碍的主要技术及其评价
克服种间杂交障碍，可以采取受精前的子房内
授粉，受精后的幼胚培养、胚拯救，体细胞体融合、
多倍体化和组织培养等手段。其中，胚拯救技术和
体细胞融合技术是近年来克服稻属种间生殖障碍最
常用的生物技术。
1.1胚拯救(Embryo rescue) 技术
胚拯救(Embryo rescue)技术是常规远缘杂交后
针对幼胚发育不良等现象而采用的一种幼胚离体培
养技术，其原理是根据植物胚的全能性，即正常发
育成熟后可直接播种生长成为完整植株。但是在远
缘杂交、父母本不同倍性间杂交，受精后由于杂种
胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性，导致杂种胚
在早期发育阶段就败育或退化，因此在杂交幼胚败
育前进行离体培养，即将幼嫰种胚剥离已经开始退
化变坏的胚乳，在人工培养条件下生长成植株，包
括幼胚培养、发芽、成苗和移栽等程序。Brar等(1991)
分别进行了8种野生稻与栽培稻的杂交，利用胚拯救
技术获得了204株杂种植株。颜辉煌(1997)以紧穗野
生稻为父本，经幼胚离体培养，杂种幼胚出芽后存
活绿苗率为14.3%~43.8%，将紧穗野生稻的褐飞虱抗
性导入栽培稻。秦学毅等(2004)利用胚挽救技术将药
用野生稻高抗褐飞虱基因转移到栽培稻中。张武汉
(2006)实践证明，幼胚拯救技术是克服远缘杂交不亲
和的有效方法。刘仕琴等(2009)用长雄野生稻为父
本，泰国优质籼稻RD23为母本杂交，通过胚挽救技
术获得F1，再用泰国优质籼稻RD23为轮回亲本与F1
回交得到BC6 F1群体用于红米基因分子定位。
1.2体细胞融合(Somatic fusion)技术
体细胞融合(Somatic fusion)又称原生质体融合
(Protoplast fusion)的原理是不同种植物的原生质体
在人工诱导条件下融合，所产生的杂种细胞，即异
核体经过培养再生新壁，分裂形成愈伤组织，进而
分化产生杂种植株。体细胞融合过程包括原生质体
的制备(去细胞壁)，运用物理方法或是化学方法诱
导原生质体融合，即在人为控制的条件下获得双亲
原生质体，然后进行杂种细胞的筛选和培养，以及
杂种植株的再生与鉴定等环节，将两物种的整套染
色体融合在一起。该技术能避开有性杂交受精前的
种种障碍，形成双二倍体 (amphidiploid)。Hayashi
等(1989)采用电融合技术分别获得了普通野生稻、
药用野生稻、紧穗野生稻和短药野生稻 4种野生稻
各自与栽培稻体细胞杂种植株。He (1996)通过电融
合技术，获得了宽叶野生稻与栽培稻的体细胞杂种
植株。 Jelodar等(1999)采用电融合技术将栽培稻台
北309和一个耐盐性强的紧穗野生稻材料的原生质
体融合，获得8个无性杂合株系。Yan (2004)通过疣
粒野生稻和栽培稻体细胞杂交获得抗白叶枯病植
株。黄佳男等 (2008)通过粳稻品种8411和疣粒野生
稻的体细胞杂交获得的两个抗白叶枯病新种质SH5
和SH76。Ruan等(2008)从疣粒野生稻与栽培稻经体
细胞杂交途径获得新种质Y76，并鉴定出抗白叶枯
病新基因 xa32(t)，又将该基因定位在第12条染色体
长臂上。
1.3胚拯救技术与体细胞融合技术评价
胚拯救是近年来克服稻属远缘杂交生殖隔离中
最多用的一项技术，已经有很多成功的报道。如抗
白叶枯病基因Xa21、Xa27和Xa29(t)；抗稻瘟病基因
Pi9 ；抗褐稻虱Bph10、bph11、bph12、Bph13(t)、Bph14、
Bph15和Bph18(t)等基因的定位都是先利用胚拯救技
术获得杂交后代的(鄂志国和王磊, 2008)。但是由于
胚自身条件各不相同，而且影响胚生长发育的因素
十分复杂，导致不同植物胚挽救体系有很大差别，
不同野生稻杂交后胚挽救难易程度存在差异。通过
体细胞融合技术，双亲核遗传信息可以实现交流与
重组，这是其他方法所不能达到的，但由于存在水
稻原生质体的培养技术还不够完善、如非对称体细
胞杂交过程中染色体消失及融合的随机性、体细胞
杂种的育性低等问题。因此，目前利用体细胞杂交
技术获得野生稻优异基因的报