模式植物水稻课件.ppt

1、单子叶模式植物水稻单子叶模式植物水稻213112057刘云目录 水稻的分类 水稻的形态特征 水稻的生长环境 水稻作为单子叶模式植物的原因 袁隆平与杂交水稻 转基因水稻与杂交水稻普通栽培稻种的演变与分类普通栽培稻种的演变与分类 丁颖根据我国栽培稻的起源、演变、生态特丁颖根据我国栽培稻的起源、演变、生态特征，将普通栽培稻进行五级分类：征，将普通栽培稻进行五级分类：1.籼亚种和粳亚种；籼亚种和粳亚种；2.早、中、晚稻群；早、中、晚稻群；3.水稻和陆稻型；水稻和陆稻型；4.粘稻和糯稻变种；粘稻和糯稻变种；5.品种品种粘稻品种粘稻品种（基本型）糯稻品种糯稻品种（变异型）粘稻品种粘稻品种（基本型）糯稻品种

2、糯稻品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）粘稻粘稻品种品种（基本型）糯稻糯稻品种品种（变异型）水稻水稻（基本型）陆稻陆稻（变异型）水稻水稻（基本型）陆稻陆稻（变异型）水稻水稻（基本型）陆稻陆稻（变异型）水稻水稻（基本型）陆稻陆稻（变异型）晚季稻晚季稻（基本型）早中季稻早中季稻（变异型）晚季稻晚季稻（基本型）早中季稻早中季稻（变异型）籼亚种籼亚种（基本型）粳亚种粳

3、亚种（变异型）普通栽培稻普通栽培稻籼稻谷粒和米粒籼稻谷粒和米粒粳稻谷粒和米粒粳稻谷粒和米粒（1 1）籼稻和粳稻的主要区别）籼稻和粳稻的主要区别项目项目籼稻籼稻粳稻粳稻形形态态特特征征叶形叶色叶形叶色叶片宽，叶色淡叶片宽，叶色淡叶片窄，叶色深绿叶片窄，叶色深绿粒型株型粒型株型粒细长略扁，株型较散粒细长略扁，株型较散粒短圆，株型较竖粒短圆，株型较竖芒的有无芒的有无多无芒，或有短芒多无芒，或有短芒有长芒，无芒有长芒，无芒颖毛状况颖毛状况颖毛短而稀，散生颖面颖毛短而稀，散生颖面颖毛长而密，集生颖棱上颖毛长而密，集生颖棱上生生理理特特性性吸水发芽吸水发芽较快较快较慢较慢抗性、适抗性、适应性应性抗寒性弱，

4、抗稻瘟病性较强抗寒性弱，抗稻瘟病性较强抗寒性较强，抗稻瘟病性较抗寒性较强，抗稻瘟病性较弱弱分蘖力分蘖力较强较强较弱较弱耐肥抗倒耐肥抗倒一般一般较强较强脱粒性脱粒性较易较易较难较难米质米质出米率低，碎米多，胀性大出米率低，碎米多，胀性大出米率高，碎米少，胀性小出米率高，碎米少，胀性小（2）籼、粳稻是两种不同的地理气候生态型长江以南 主要是籼稻（太湖流域、苏南浙北为粳稻区，台湾主要为粳稻）；黄河以北 主要为粳稻；长江与黄河之间 籼粳交替。1）籼、粳稻的分布水平分布云南省的丽江、昭通一带：云南省的丽江、昭通一带：1750m 1750m以下：以籼稻为主以下：以籼稻为主(年平均温度年平均温度17)17)

5、2000m 2000m以上：全是粳稻以上：全是粳稻(年平均温度年平均温度16)16)17502000m 17502000m之间：籼粳交替之间：籼粳交替(16(16年平均温度年平均温度17)17)垂直分布垂直分布1 1）籼、粳稻的分布）籼、粳稻的分布籼稻籼稻 高温、高湿和强光的热带及亚热带地区。高温、高湿和强光的热带及亚热带地区。粳稻粳稻 气候温和、光照较弱和较干燥的温带地气候温和、光照较弱和较干燥的温带地区和热带高地。区和热带高地。（3）籼粳稻的形成1）籼稻(Indica)：籼稻在形态特征、生理特性、地理分布等方面都与野生稻相似，且易与野生稻自然杂交结实。属基本型。籼稻是最初由野生稻经人工驯化

6、而演变成栽培稻的。2）粳稻(Japonica)是在不同的地理环境（主要是温度）下分化形成的变异型。即粳稻是由籼稻由南往北移或由低向高移的过程中，经过自然选择和人工选择逐渐适应于寒冷环境下生育的一种气候生态型。晚稻和早稻的区别在于对日长反应的特性晚稻和早稻的区别在于对日长反应的特性不同：不同：晚稻：晚稻：与华南的野生稻一样对短日照敏感，严格与华南的野生稻一样对短日照敏感，严格要求在短日条件下完成光周期诱导，所以晚稻是基本要求在短日条件下完成光周期诱导，所以晚稻是基本型。型。早稻：早稻：在完成光周期诱导时对日照长短没有严格在完成光周期诱导时对日照长短没有严格要求。由此认为，早稻是由晚稻在较长的日照

7、条件下，要求。由此认为，早稻是由晚稻在较长的日照条件下，经人工培育选择而形成的变异型。经人工培育选择而形成的变异型。中稻：中稻：迟熟品种对日长的反映接近晚稻；早中熟迟熟品种对日长的反映接近晚稻；早中熟品种接近早稻。品种接近早稻。水稻与陆稻的区别在于耐旱性不同，在对水稻与陆稻的区别在于耐旱性不同，在对水分关系上没有本质的区别，只是存在着水分关系上没有本质的区别，只是存在着量上的差异：量上的差异：水稻水稻 (包括深水稻和浮水稻包括深水稻和浮水稻)：通气组织发达，：通气组织发达，但耐旱性差，其生活习性与沼泽植物的野生但耐旱性差，其生活习性与沼泽植物的野生稻相似属基本型。稻相似属基本型。陆稻（旱稻）：

8、通气组织不发达，其根系发陆稻（旱稻）：通气组织不发达，其根系发达，耐旱性强，属变异型。达，耐旱性强，属变异型。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）印度的陆稻（印度的陆稻（upland field,Rajendranagar,India)陆稻（旱稻）陆稻（旱稻）4.粘稻与糯稻粘稻与糯稻的主要区别在于胚乳淀粉的性质不同 粘稻：胚乳内含直链淀粉15%30%，支链淀粉70%85%，且糊化温度高，胀性大，因为野生稻只有粘稻，故粘稻与野生稻相似，属基本型。糯稻：胚乳内含 1%2%的直链淀粉或几乎不含直链淀粉，全部为支链淀粉，且糊化温度低，胀性小，因野生稻没有糯稻，故

9、属于变异型。粘稻米 糯稻米粘稻和糯稻的比较粘稻和糯稻的比较水稻的形态结构水稻种子的构造水稻的生长环境 水稻具有好湿、喜温的特性,水量的多少、温度的高低决定着水稻种值的比重和品种的类型,同时水稻还具有耐涝、耐盐碱的特性，主要分布于我国秦岭淮河以南。水稻日照时间短，对土壤要求不严，水稻土最好。幼苗发芽最低温度1012，最适生长温度为2832。分蘖期日均20以上,穗分化适温30左右；低温使枝梗和颖花分化延长。抽穗适温2535。开花最适温30左右。相对湿度5090为宜。“深水返青、浅水分蘖、薄水扬花、干干湿湿灌浆结实”水稻作为单子叶模式植物的原因 它是二倍体植物，容易培养，生长也较快，还是重要粮食作物

10、。较小的基因组、已知的基因组序列以及成熟的农杆菌介导的遗传转化体系和与其它禾谷类植物的共线性使水稻处于单子叶模式植物的位置。水稻基因组长度大约为420Mb，是玉米基因组的1/6，是小麦基因组的1/40。水稻是禾谷类作物中基因组最小的作物。遗传转化系统比较成熟 水稻是自花授粉作物，雌雄同花，但是花器一般非常细小，人工去雄十分费工。其实水稻还是有很多不方便的，生长条件要求比较高，生长周期长，现在很多研究正在着手研究短柄草，很有可能短柄草会成为新的单子叶植物的模式植物转基因技术方面的应用 水稻上常用的遗传转化方法分为DNA直接导入法和农杆菌介导的转化法。DNA直接导入法主要包括PEG（polyeth

11、ylene glycol）介导的转化法、电击转化法、基因枪转化法和花粉管通道转化法。农杆菌介导的遗传转化体系 目的基因克隆到双元载体中，双元载体转入农杆菌，然后携带双元载体的农杆菌侵染水稻愈伤组织，通过T-DNA插入，把我们的目的基因整合到水稻染色体上。组织培养技术方面的应用 水稻组织培养在育种上的应用 水稻单倍体在遗传上具有无显隐性、易表达、加倍后即纯合等优势。对水稻单倍体的诱导，特别在利用方面进行了很多研究。在生物技术领域，花药培养被公认为能最早转化为生产力，在品种改良上发挥作用并产生重要影响度的技术。组织培养与抗病突变体的筛选 稻瘟病是水稻的主要病害之一。稻瘟病菌在代谢过程中产生致病毒素

12、，用粗毒素接种可产生与病原菌侵染相同或类似的病症。原因是粗毒素在生理浓度范围内会干扰植物的生理功能。有人用水稻成熟胚、花药作外植体获得愈伤组织，在培养基上加稻瘟病菌粗毒素提取液继代培养，将较强活力的愈伤组织转到含稻瘟病菌粗毒素提取液的分化培养基上光照培养，田间接种鉴定和天然疫圃种植鉴定，获得了抗性提高的品系。袁隆平与杂交水稻 袁隆平教授在一次偶然的机会发现了“野生稻”，就是用那几株野生稻作父本，当时叫“三系稻”，即恢复系、保持系、不育系，也叫杂交水稻。因为杂交水稻是年年育种，不存在退化的问题，总能保持旺盛的生长能力，所以产量比普通水稻都高。自从杂交水稻在中国的农村普及后，可以说已彻底解决了中国

13、人吃饭的问题，也是对世界的贡献。2014年1月10日,在北京人民大会堂，袁隆平和他的团队凭借“两系法杂交水稻技术研究与应用”项目捧回国家科技进步特等奖，这是袁隆平第二次登上国家最高科技奖的领奖台。转基因水稻与杂交水稻 转基因水稻和杂交水稻是一回事吗？技术上不一样，结果和目的都一样。只是通过不同的技术手段使目标水稻获得外源基因。杂交水稻是让不同品种的水稻之间杂交，由于水稻不同的品种内有不同的基因，它们杂交后基因随机重组，有可能得到比较优秀的基因组合。水稻的杂交一般不跨物种，即使跨物种也是亲缘关系较近的物种。转基因是转入特定的基因，这个基因该如何表达我们是知道的，种出来看看是不是我们要求的然后再改进。杂交也是完全人为的技术，人类驯化的动物和植物都是违反自然规律的。