Basic HTML Version
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)
1075
以
18
个药用野生稻为供体与
3
个栽培稻品系杂交，
建立了
12
个
MAALs
。
Multani
等
(1994)
获得了
8
个澳
洲野生稻的
MAALs
。
Multani
等
(2003)
利用宽叶野生
稻与栽培稻优良品系杂交，从
BC
3
F
1
、
BC
3
F
2
及
BC
4
F
1
的非整倍体植株中构建了
11
个连锁群的
MAALs
。
Tan
等
(2005)
建立了一套药用野生稻完整的
MAALs
。蓝伟侦等
(2006)
用栽培稻珍籼
97B
与药用
野生稻
Hy18
杂交后连续回交，在
BC
2
后代中得到一
个药用野生稻
MAALs
。
2.3
外源基因渗入系
(Alien introgression lines)
法
外源基因渗入系
(Alien introgression lines)
又称
渗入系
(introgression lines, ILs)
，其原理是利用与目
标基因紧密连锁的分子标记，直接选择在目的基因
附近发生重组的遗传材料，其过程为以远缘的实验
材料为亲本，通过回交，结合分子标记辅助选择，
将片段导入到受体中。渗入系得到的目标片段来源
于供体，其他遗传背景与受体完全相同。与外源基
因渗入系含义相同或相似的还有
(
单
)
染色体片段代
换
/
置换系
(Chromosome Segment Substitution Lines,
CSSLs)
、
(
单
)
染色体片段导入系
(Chromosomal Seg-
ment Introgression Lines, CSILs)
、单片段导入系
(Single
Segment Introgression Lines, SSIL)
等，在此都统一称
为外源基因渗入系。
Jena
等
(1992)
首次报道获得
52
个药用野生稻的渗入系，
Ishii
等
(1994)
用栽培稻优
良品系
IR31917 45
-
3
-
2
与澳洲野生稻杂交获得基因
渗入系，
Kurakazu
等
(2001)
构建了以澳洲野生稻为
供体基因渗入系，
Brar
等
(1996)
构建了以颗粒野生
稻和短花药野生稻为供体的渗入系，
Sobrizal
等
(1999)
以栽培稻台中
65
为受体，构建了展颖野生稻
(
O. Glumaepatula
)
为供体的渗入系，
Ahn
等
(2002)
建
立了粳稻品种遗传背景下大护颖野生稻的渗入系。
谭禄宾
(2004)
构建了以特青为遗传背景，元江普通
野生稻为供体的渗入系。基因渗入系是用于
QTL
鉴
定、精细定位、图位克隆，聚合育种和互作分析等
的理想材料，其构建过程就是轮回亲本得到改良的
过程。
2.4
三种常用转移野生稻优异基因方法评述
外源总
DNA
导入法在一定范围和程度上可避
开栽野杂交障碍，突破种属界限，有利于打破优异
基因与不利基因之间的连锁累赘，实现目的基因的
定向转移，但由于导入的
DNA
片段大小不同，含有
的遗传信息不同及其与受体
DNA
的结合部位具有
较大的随机性，因此该法目前只在个别野生稻的研
究中有所应用。异源单体附加系法虽然可用于野生
稻基因的染色体定位和栽培稻遗传改良，但构建单
体异源附加系不仅要经过多代回交与选择，染色体
的识别和鉴定也非常困难，即使构建成功，由于多
了单条染色体，不利基因同时也被整合进来，带来
一定的连锁累赘，不利于野生稻优异基因在育种上
的利用。而外源基因渗入系，除了导入片段外，渗
入系的遗传背景与受体亲本基本一致，因此，渗入
系和受体亲本的任何表型差异都由渗入的片段所
引起，这为功能鉴定和遗传分析提供了良好的研究
材料，并提高了目的基因定位的准确性。因此，外
源基因渗入系法是近来野生稻基因转移最常用的
方法
(Elsa et al., 2007; Rahman et al., 2008; Linh et al.,
2008;
赵杏娟等
, 2010)
，也将是今后较长一段时间
内转移野生稻优异基因主要途径。
3
野生稻优异基因定位中应用的生物技术
追踪外源染色体或基因可通过形态学标记、细
胞学标记、生化标记、分子标记等遗传标记和原位
杂交的方法。其中，荧光原位杂交技术、基因组原
位杂交技术、分子标记定位是近年来应用于跟踪和
定位野生稻优异基因常用的生物技术。
3.1
荧光原位杂交
(Fluorescence in situ hybridization,
FISH)
技术
荧光原位杂交
(FISH)
也是一种直接进行基因定
位的方法，其原理是用已知的标记单链核酸为探
针，根据碱基互补配对的原则，与待检样品中未知
的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双
链核酸。由于
DNA
分子在染色体上是沿着染色体纵
轴呈线性排列，因此探针可直接与染色体杂交，将
特定的基因定位在染色体上。
FISH
过程是将
DNA
探针用生物素和毛地黄毒苷等荧光染料标记，然后
将标记的探针与组织、细胞或染色体的
DNA
、
RNA
原位杂交，通过荧光免疫反应检测目的
DNA
或
RNA
在组织、细胞或染色体上的位置，并通过荧光显微
镜直接观察结果。
Jiang
等应用
FISH
技术证实了
Xa
-
21
基因在染色体上的物理位置及与
2
个
BAC
克
隆的连锁关系。国际水稻研究所采用
FISH
技术，清