模式植物水稻

1、單子葉模式植物水稻單子葉模式植物水稻213112057劉云目錄 水稻的分類 水稻的形態(tài)特征 水稻的生長環(huán)境 水稻作為單子葉模式植物的原因 袁隆平與雜交水稻 轉(zhuǎn)基因水稻與雜交水稻普通栽培稻種的演變與分類普通栽培稻種的演變與分類 丁穎根據(jù)我國栽培稻的起源、演變、生態(tài)特丁穎根據(jù)我國栽培稻的起源、演變、生態(tài)特征，將普通栽培稻進行五級分類：征，將普通栽培稻進行五級分類： 1. 秈亞種和粳亞種；秈亞種和粳亞種； 2. 早、中、晚稻群；早、中、晚稻群； 3. 水稻和陸稻型；水稻和陸稻型； 4. 粘稻和糯稻變種；粘稻和糯稻變種； 5. 品種品種粘稻品種粘稻品種（基本型）糯稻品種糯稻品種（變異型）粘稻品種粘稻品

2、種（基本型）糯稻品種糯稻品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）粘稻粘稻品種品種（基本型）糯稻糯稻品種品種（變異型）水稻水稻（基本型）陸稻陸稻（變異型）水稻水稻（基本型）陸稻陸稻（變異型）水稻水稻（基本型）陸稻陸稻（變異型）水稻水稻（基本型）陸稻陸稻（變異型）晚季稻晚季稻（基本型）早中季稻早中季稻（變異型）晚季稻晚季稻（基本型）早中季稻早中季稻（變異型）秈亞種秈亞

3、種（基本型）粳亞種粳亞種（變異型）普通栽培稻普通栽培稻秈稻谷粒和米粒秈稻谷粒和米粒粳稻谷粒和米粒粳稻谷粒和米粒（1 1）秈稻和粳稻的主要區(qū)別）秈稻和粳稻的主要區(qū)別項目項目秈稻秈稻粳稻粳稻形形態(tài)態(tài)特特征征葉形葉色葉形葉色葉片寬，葉色淡葉片寬，葉色淡葉片窄，葉色深綠葉片窄，葉色深綠粒型株型粒型株型粒細長略扁，株型較散粒細長略扁，株型較散粒短圓，株型較豎粒短圓，株型較豎芒的有無芒的有無多無芒，或有短芒多無芒，或有短芒有長芒，無芒有長芒，無芒穎毛狀況穎毛狀況穎毛短而稀，散生穎面穎毛短而稀，散生穎面穎毛長而密，集生穎棱上穎毛長而密，集生穎棱上生生理理特特性性吸水發(fā)芽吸水發(fā)芽較快較快較慢較慢抗性、適抗性、

4、適應(yīng)性應(yīng)性抗寒性弱，抗稻瘟病性較強抗寒性弱，抗稻瘟病性較強抗寒性較強，抗稻瘟病性較抗寒性較強，抗稻瘟病性較弱弱分蘗力分蘗力較強較強較弱較弱耐肥抗倒耐肥抗倒一般一般較強較強脫粒性脫粒性較易較易較難較難米質(zhì)米質(zhì)出米率低，碎米多，脹性大出米率低，碎米多，脹性大出米率高，碎米少，脹性小出米率高，碎米少，脹性?。?）秈、粳稻是兩種不同的地理氣候生態(tài)型長江以南 主要是秈稻（太湖流域、蘇南浙北為粳稻區(qū)，臺灣主要為粳稻）；黃河以北 主要為粳稻；長江與黃河之間 秈粳交替。1）秈、粳稻的分布水平分布云南省的麗江、昭通一帶：云南省的麗江、昭通一帶： 1750m 1750m以下：以秈稻為主以下：以秈稻為主( (年平均

5、溫度年平均溫度17) 17) 2000m 2000m以上：全是粳稻以上：全是粳稻( (年平均溫度年平均溫度16) 16) 17502000m 17502000m之間：秈粳交替之間：秈粳交替(16(16年平均溫度年平均溫度17)17)垂直分布垂直分布1 1）秈、粳稻的分布）秈、粳稻的分布秈稻秈稻 高溫、高濕和強光的熱帶及亞熱帶地區(qū)。高溫、高濕和強光的熱帶及亞熱帶地區(qū)。粳稻粳稻 氣候溫和、光照較弱和較干燥的溫帶地氣候溫和、光照較弱和較干燥的溫帶地區(qū)和熱帶高地。區(qū)和熱帶高地。（3）秈粳稻的形成1）秈稻(Indica)：秈稻在形態(tài)特征、生理特性、地理分布等方面都與野生稻相似，且易與野生稻自然雜交結(jié)實。

6、屬基本型。 秈稻是最初由野生稻經(jīng)人工馴化而演變成栽培稻的。2）粳稻(Japonica)是在不同的地理環(huán)境（主要是溫度）下分化形成的變異型。 即粳稻是由秈稻由南往北移或由低向高移的過程中，經(jīng)過自然選擇和人工選擇逐漸適應(yīng)于寒冷環(huán)境下生育的一種氣候生態(tài)型。 晚稻和早稻的區(qū)別在于對日長反應(yīng)的特性晚稻和早稻的區(qū)別在于對日長反應(yīng)的特性不同：不同： 晚稻：晚稻：與華南的野生稻一樣對短日照敏感，嚴格與華南的野生稻一樣對短日照敏感，嚴格要求在短日條件下完成光周期誘導(dǎo)，所以晚稻是基本要求在短日條件下完成光周期誘導(dǎo)，所以晚稻是基本型。型。 早稻：早稻：在完成光周期誘導(dǎo)時對日照長短沒有嚴格在完成光周期誘導(dǎo)時對日照長短

7、沒有嚴格要求。由此認為，早稻是由晚稻在較長的日照條件下，要求。由此認為，早稻是由晚稻在較長的日照條件下，經(jīng)人工培育選擇而形成的變異型。經(jīng)人工培育選擇而形成的變異型。 中稻：中稻：遲熟品種對日長的反映接近晚稻；早中熟遲熟品種對日長的反映接近晚稻；早中熟品種接近早稻。品種接近早稻。 水稻與陸稻的區(qū)別在于耐旱性不同，在對水稻與陸稻的區(qū)別在于耐旱性不同，在對水分關(guān)系上沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是存在著水分關(guān)系上沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是存在著量上的差異：量上的差異：水稻水稻 ( (包括深水稻和浮水稻包括深水稻和浮水稻) )：通氣組織發(fā)達，：通氣組織發(fā)達，但耐旱性差，其生活習(xí)性與沼澤植物的野生但耐旱性差，其生活習(xí)性與

8、沼澤植物的野生稻相似屬基本型。稻相似屬基本型。陸稻（旱稻）：通氣組織不發(fā)達，其根系發(fā)陸稻（旱稻）：通氣組織不發(fā)達，其根系發(fā)達，耐旱性強，屬變異型。達，耐旱性強，屬變異型。低地雨育稻低地雨育稻灌溉稻灌溉稻深水稻（右）深水稻（右）浮稻（下）浮稻（下）印度的陸稻（印度的陸稻（upland field,Rajendranagar,India)陸稻（旱稻）陸稻（旱稻）4. 粘稻與糯稻粘稻與糯稻的主要區(qū)別在于胚乳淀粉的性質(zhì)不同 粘稻：胚乳內(nèi)含直鏈淀粉15%30%，支鏈淀粉70%85%，且糊化溫度高，脹性大，因為野生稻只有粘稻，故粘稻與野生稻相似，屬基本型。 糯稻：胚乳內(nèi)含 1%2%的直鏈淀粉或幾乎不含直鏈

9、淀粉，全部為支鏈淀粉，且糊化溫度低，脹性小，因野生稻沒有糯稻，故屬于變異型。粘稻米 糯稻米粘稻和糯稻的比較粘稻和糯稻的比較水稻的形態(tài)結(jié)構(gòu)水稻種子的構(gòu)造水稻的生長環(huán)境 水稻具有好濕、喜溫的特性,水量的多少、溫度的高低決定著水稻種值的比重和品種的類型,同時水稻還具有耐澇、耐鹽堿的特性，主要分布于我國秦嶺淮河以南。水稻日照時間短，對土壤要求不嚴，水稻土最好。 幼苗發(fā)芽最低溫度1012，最適生長溫度為2832。分蘗期日均20以上,穗分化適溫30左右；低溫使枝梗和穎花分化延長。抽穗適溫2535。開花最適溫30左右。相對濕度5090為宜。 “深水返青、 淺水分蘗、 薄水揚花、 干干濕濕灌漿結(jié)實”水稻作為單

10、子葉模式植物的原因 它是二倍體植物，容易培養(yǎng)，生長也較快，還是重要糧食作物。 較小的基因組、已知的基因組序列以及成熟的農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系和與其它禾谷類植物的共線性使水稻處于單子葉模式植物的位置。 水稻基因組長度大約為420Mb， 是玉米基因組的1/6，是小麥基因組的1/40。 水稻是禾谷類作物中基因組最小的作物。遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)比較成熟 水稻是自花授粉作物，雌雄同花，但是花器一般非常細小，人工去雄十分費工。 其實水稻還是有很多不方便的，生長條件要求比較高，生長周期長，現(xiàn)在很多研究正在著手研究短柄草，很有可能短柄草會成為新的單子葉植物的模式植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)方面的應(yīng)用 水稻上常用的遺傳轉(zhuǎn)化方法分為

11、DNA直接導(dǎo)入法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法。 DNA直接導(dǎo)入法主要包括PEG（polyethylene glycol）介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法、電擊轉(zhuǎn)化法、基因槍轉(zhuǎn)化法和花粉管通道轉(zhuǎn)化法。 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系 目的基因克隆到雙元載體中，雙元載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，然后攜帶雙元載體的農(nóng)桿菌侵染水稻愈傷組織，通過T-DNA插入，把我們的目的基因整合到水稻染色體上。組織培養(yǎng)技術(shù)方面的應(yīng)用 水稻組織培養(yǎng)在育種上的應(yīng)用 水稻單倍體在遺傳上具有無顯隱性、易表達、加倍后即純合等優(yōu)勢。對水稻單倍體的誘導(dǎo)，特別在利用方面進行了很多研究。在生物技術(shù)領(lǐng)域，花藥培養(yǎng)被公認為能最早轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，在品種改良上發(fā)揮作用并產(chǎn)生重要影響度的技術(shù)。

12、 組織培養(yǎng)與抗病突變體的篩選 稻瘟病是水稻的主要病害之一。稻瘟病菌在代謝過程中產(chǎn)生致病毒素，用粗毒素接種可產(chǎn)生與病原菌侵染相同或類似的病癥。原因是粗毒素在生理濃度范圍內(nèi)會干擾植物的生理功能。有人用水稻成熟胚、花藥作外植體獲得愈傷組織，在培養(yǎng)基上加稻瘟病菌粗毒素提取液繼代培養(yǎng)，將較強活力的愈傷組織轉(zhuǎn)到含稻瘟病菌粗毒素提取液的分化培養(yǎng)基上光照培養(yǎng)，田間接種鑒定和天然疫圃種植鑒定，獲得了抗性提高的品系。袁隆平與雜交水稻 袁隆平教授在一次偶然的機會發(fā)現(xiàn)了“野生稻”，就是用那幾株野生稻作父本，當(dāng)時叫“三系稻”，即恢復(fù)系、保持系、不育系，也叫雜交水稻。 因為雜交水稻是年年育種，不存在退化的問題，總能保持旺盛的生長能力，所以產(chǎn)量比普通水稻都高。 自從雜交水稻在中國的農(nóng)村普及后，可以說已徹底解決了中國人吃飯的問題，也是對世界的貢獻。 2014年1月10日,在北京人民大會堂，袁隆平和他的團隊?wèi){借“兩系法雜交水稻技術(shù)研究與應(yīng)用”項目捧回國家科技進步特等獎，這是袁隆平第二次登上國家最高科技獎的領(lǐng)獎臺。轉(zhuǎn)基因水稻與雜交水稻 轉(zhuǎn)基因水稻和雜交水稻是一回事嗎？ 技術(shù)上不一樣，結(jié)果和目的都一樣。只是通過不同的技術(shù)手段使目標(biāo)水稻獲得外源基因。 雜交水稻是讓不同品種的水稻之間雜交，由于水稻不同的品種內(nèi)有不同的基因，它們雜交后基因隨機重組，有可能得到比較優(yōu)秀的基因組合。水稻的雜交一般不跨物種，即使