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(zhǎng)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,丁穎根據(jù)我國(guó)栽培稻的起源、演變、生態(tài)特征，將普通栽培稻進(jìn)行五級(jí)分類：1.秈亞種和粳亞種；2.早、中、晚稻群；3.水稻和陸稻型；4.粘稻和糯稻變種；5.品種,粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）粘稻品種（基本型）糯稻品種（變異型）,水稻（基本型）陸稻（變異型）水稻（基本型）陸稻（變異型）水稻（基本型）陸稻（變異型）水稻（基本型）陸稻（變異型）,晚季稻（基本型）早中季稻（變異型）晚季稻（基本型）早中季稻（變異型）,秈亞種（基本型）粳亞種（變異型）,普通栽培稻,1.秈粳稻,秈稻谷粒和米粒,粳稻谷粒和米粒,（1）秈稻和粳稻的主要區(qū)別,（2）秈、粳稻是兩種不同的地理氣候生態(tài)型,長(zhǎng)江以南主要是秈稻（太湖流域、蘇南浙北為粳稻區(qū)，臺(tái)灣主要為粳稻）；黃河以北主要為粳稻；長(zhǎng)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：1750m以下：以秈稻為主(年平均溫度17)2000m以上：全是粳稻(年平均溫度16)17502000m之間：秈粳交替(16年平均溫度17),垂直分布,1）秈、粳稻的分布,2）秈、粳稻適宜的氣候,秈稻,高溫、高濕和強(qiáng)光的熱帶及亞熱帶地區(qū)。,粳稻,氣候溫和、光照較弱和較干燥的溫帶地區(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(shí)。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(guò)程中，經(jīng)過(guò)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。,2晚稻和早中稻,晚稻和早稻的區(qū)別在于對(duì)日長(zhǎng)反應(yīng)的特性不同：晚稻：與華南的野生稻一樣對(duì)短日照敏感，嚴(yán)格要求在短日條件下完成光周期誘導(dǎo)，所以晚稻是基本型。早稻：在完成光周期誘導(dǎo)時(shí)對(duì)日照長(zhǎng)短沒(méi)有嚴(yán)格要求。由此認(rèn)為，早稻是由晚稻在較長(zhǎng)的日照條件下，經(jīng)人工培育選擇而形成的變異型。中稻：遲熟品種對(duì)日長(zhǎng)的反映接近晚稻；早中熟品種接近早稻。,水稻和陸稻（旱稻）,水稻與陸稻的區(qū)別在于耐旱性不同，在對(duì)水分關(guān)系上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是存在著量上的差異：水稻(包括深水稻和浮水稻)：通氣組織發(fā)達(dá)，但耐旱性差，其生活習(xí)性與沼澤植物的野生稻相似屬基本型。陸稻（旱稻）：通氣組織不發(fā)達(dá)，其根系發(fā)達(dá)，耐旱性強(qiáng)，屬變異型。,低地雨育稻,灌溉稻,深水稻（右）浮稻（下）,印度的陸稻（uplandfield,Rajendranagar,India),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?yàn)橐吧局挥姓车荆收车九c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淀粉，全部為支鏈淀粉，且糊化溫度低，脹性小，因野生稻沒(méi)有糯稻，故屬于變異型。,粘稻米糯稻米,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(zhǎng)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(shí)水稻還具有耐澇、耐鹽堿的特性，主要分布于我國(guó)秦嶺淮河以南。水稻日照時(shí)間短，對(duì)土壤要求不嚴(yán)，水稻土最好。幼苗發(fā)芽最低溫度1012，最適生長(zhǎng)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(zhǎng)。抽穗適溫2535。開(kāi)花最適溫30左右。相對(duì)濕度5090為宜。,“深水返青、淺水分蘗、薄水揚(yáng)花、干干濕濕灌漿結(jié)實(shí)”,水稻作為單子葉模式植物的原因,它是二倍體植物，容易培養(yǎng)，生長(zhǎng)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(zhǎng)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(xì)小，人工去雄十分費(fèi)工。其實(shí)水稻還是有很多不方便的，生長(zhǎng)條件要求比較高，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，現(xiàn)在很多研究正在著手研究短柄草，很有可能短柄草會(huì)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（polyethyleneglycol）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(guò)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(wú)顯隱性、易表達(dá)、加倍后即純合等優(yōu)勢(shì)。對(duì)水稻單倍體的誘導(dǎo)，特別在利用方面進(jìn)行了很多研究。在生物技術(shù)領(lǐng)域，花藥培養(yǎng)被公認(rèn)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)。,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(guò)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(huì)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(qiáng)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(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)了“野生稻”，就是用那幾株野生稻作父本，當(dāng)時(shí)叫“三系稻”，即恢復(fù)系、保持系、不育系，也叫雜交水稻。因?yàn)殡s交水稻是年年育種，不存在退化的問(wèn)題，總能保持旺盛的生長(zhǎng)能力，所以產(chǎn)量比普通水稻都高。自從雜交水稻在中國(guó)的農(nóng)村普及后，可以說(shuō)已徹底解決了中國(guó)人吃飯的問(wèn)題，也是對(duì)世界的貢獻(xiàn)。,2014年1月10日,在北京人民大會(huì)堂，袁隆平和他的團(tuán)隊(duì)?wèi){借“兩系法雜交水稻技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目捧回國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，這是袁隆平第二次登上國(guó)家最高科技獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。,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(guò)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(jī)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，即使跨物種也是親緣關(guān)系較近的物種。轉(zhuǎn)基因是轉(zhuǎn)入特定的基因，這個(gè)基因該如何表達(dá)我們是知道的，種出來(lái)看看是不