全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(11): 2000−2007 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2009ZX08001-005B, 019), 国家科技支撑计划重大项目(2006BADO2A03), 江苏省自然科
学基金项目(BK2009321), 江苏省农业科技自主创新基金项目(CX[07]603), 江苏省政府留学奖学金 , 江苏省农业科学院基金项目(6110703,
6510806)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 仲维功, E-mail: wgzhong0503@yahoo.com.cn; Tel: 025-84390320
Received(收稿日期): 2009-01-20; Accepted(接受日期): 2009-04-27.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.02000
水稻广亲和基因 S5-n的功能标记开发及其应用
杨 杰 王 军 曹 卿 陈志德 仲维功*
江苏省农业科学院粮食作物研究所 / 江苏省优质水稻工程技术研究中心, 江苏南京 210014
摘 要: 广亲和基因 S5-n 是能够恢复籼、粳杂种育性的基因, 利用常规育种方法回交转育广亲和基因需要通过配组
杂种 F1, 根据 F1的育性判断和选择 S5-n, 选育周期长, 方法繁琐。因此, 在广亲和遗传改良和聚合育种中需要寻找
一种快速、简便的广亲和基因检测方法。本研究根据水稻广亲和基因和籼粳 S-5等位基因序列存在 136 bp缺失的特
征, 设计了 InDel标记 S5136。前人研究已经明确 02428、Dualr、CPSLO17具有 S5-n, 分子标记 S5136 PCR扩增这 3
个材料的带型为缺失带型, 而不携带广亲和基因 S5-n 的材料的带型为非缺失带型。利用该标记对 3037 与 02428 的
F2群体分析表明, 该标记能准确区分 S5-n、S5-i纯合及杂合基因型, 标记基因型符合 1∶2∶1比例, 没有发生偏分离
现象。利用该标记从 554份水稻品种资源(O. sativa L.)和 27份普通野生稻(O. rufipogen Griff.)以及 24份江淮流域杂
草稻资源中筛选出具有缺失带型的资源材料 13份, 并对其 PCR产物测序证实为 S5-n, 对 Kasalath的广亲和性进行了
初步验证; 从 20 份 02428 的高世代育种材料中, 筛选到携带广亲和基因 S5-n 的恢复系 2 份。该标记可以用于 S5-n
基因资源筛选、分子标记辅助选择育种和培矮 64S为母本的杂交种种子纯度鉴定。
关键词: 广亲和基因 S5-n; 功能标记; 亚洲栽培稻; 普通野生稻; 杂草稻
Development and Application of a Functional Marker for Wide Compatibility
Gene S5-n of Rice
YANG Jie, WANG Jun, CAO Qing, CHEN Zhi-De, and ZHONG Wei-Gong*
Institute of Food Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences / Jiangsu High Quality Rice R&D Center, Nanjing 210014, China
Abstract: Wide compatibility varieties (WCVs) with S5-n are able to produce highly fertile hybrids when crossed to both indica
and japonica varieties. The conventional breeding strategy of pyramiding S5-n is to test the fertility of F1 hybrid. However, this
method is labour-consuming, time-consuming and difficult in operation. The technically simplified approach of marker-assisted
selection(MAS) has directly and practically used in rice breeding. Therefore, it is urgent to find a convenient and efficient way in
WCV breeding with MAS. The wide compatibility gene (S5-n) has 136 bp deletion compared with the indica and japonica S-5
alleles. In order to improve the precision of marker-assisted selection for S5-n, we developed the functional marker S5136 based
on the deletion in the DNA sequence of S5-n. The differentiation for S5-n, S5-i, and S5-j in 24 accessions of weedy rice from the
district of Yangtze and Huaihe Rivers, 27 accessions of common wild rice (O. rufipogon Griff.) from China, 554 cultivars and
genetic resources (O. sativa L.) and 20 breeding lines was investigated by S5136．The results indicated that this marker was
low-cost, robust technique that can be utilized to identify the S5-n in WCVs like 02428, Dular and CPSLO17. The S5136 could
distinguish the homozygous S5-n/S5-n, homozygous S5-i/S5-i, and heterozygous S5-n/S5-i individuals in F2 population derived
from 3037 and 02428. From the tested materials, 13 germplasms with S5-n were identified and conformed by sequencing the
S5136 PCR products, and 2 restore lines with S5-n developed from the offspring of 02428 were identified. Also, the compatibility
of Kasalath was tested with some indica-japonica hybrids. Therefore, S5136 is a powerful molecular marker in S5-n germplasm
screening, perfect marker- assisted selection breeding and seed purity testing for the two line hybrids with Pei’ai 64S as maternal
parent.
Keywords: Wide compatibility gene S5-n; Functional marker; Oryza sativa L.; O. rufipogen Griff.; O. sativa f. spontanea
第 11期 杨 杰等: 水稻广亲和基因 S5-n的功能标记开发及其应用 2001


栽培稻(Oryza sativa L.)分为籼稻(Oryza sativa L.
ssp. indica)和粳稻(Oryza sativa L. ssp. japonica)两个
亚种, 亚种间杂种具有很强的杂种优势。但籼粳亚
种间杂种存在育性障碍, 结实率很低, 限制了杂种
优势的利用。Ikehashi 等[1-2]认为亚种间杂种育性受
S5 位点一组复等位基因的互作控制, 并发现 Ketan
Nangka、CPSLO17和 Dular等品种与典型籼稻或粳
稻的杂交种结实率正常, 提出了广亲和理论, 认为
广亲和性基因与籼粳稻的杂种不育基因互为复等位
基因 , 其遗传符合单位点孢子体-配子体互作模式 ,
并将广亲和基因定位于第 6 染色体的糯性基因 wx
和色素源基因 C 之间。随后的一系列研究也支持该
学说[3-5], 并发现除 S5 位点外的多个杂种不育位点,
杂种败育既有由雌配子败育造成的[6-9], 也有由花粉
败育造成的[9-12]。Long 等[13]明确了籼粳杂种花粉败
育的遗传机制 , 利用“两对等位基因 /三元件”(two-
gene/three-component model)的互作模型很好地解释
了籼粳之间的杂交不亲和性。
江苏省农业科学院选育的 02428, 与多数籼稻
和粳稻杂交的后代都表现正常可育[14], 其广亲和基
因与 Ketan Nangka、CPSLO17 等位[15]。Chen 等[16]
利用图位克隆方法从 02428克隆了广亲和基因 S5-n,
并对其功能进行了验证。广亲和基因 S5-n在翻译起
始点上游缺失 69 bp, 下游缺失 67 bp, 共缺失 136 bp,
导致氨基酸缺失 115 个, 基因功能丧失, 无论与籼稻
还是粳稻杂交都不影响杂种育性。我国已选育出携
带广亲和基因 S5-n 的光温敏不育系培矮 64S[17], 在
广亲和恢复系选育研究方面也取得了很好的进展[18]。
利用传统的回交转育方法选育携带广亲和基因 S5-n
的不育系或恢复系, 需要在测恢、不育性鉴定的同
时开展广亲和性鉴定, 其育种周期长、耗时费力, 因
此开展分子标记选择是最理想的技术途径, 功能基
因 S5-n的克隆使成功实现这一技术途径成为可能。
开发成本低廉且简便实用的基因功能标记是开
展高效水稻分子标记辅助选择育种的基础和前提。
随着水稻分子生物学的进展, 许多与水稻品质、抗
病性、产量等相关的重要功能基因已被克隆 [19-29],
为水稻功能标记的开发奠定了基础。基因功能标记
(functional markers, FMs)是指一个分子标记位点代
表一个特定的等位基因, 并与该基因控制的性状相
联系, 通过对分子标记的筛选即能对性状进行筛选,
所以在育种中有着广阔的应用前景[30-33]。
本研究根据水稻复等位基因 S5-n、S5-i 和 S5-j
的 DNA序列的差异设计了功能标记 S5136, 利用该
标记对 02428 与籼稻 3037 的 F2群体和水稻品种资
源材料进行了分析验证。
1 材料与方法
1.1 材料
亚洲栽培稻 (O. sativa L.)以及普通野生稻 (O.
rufipogen Griff.)和杂草稻(O. sativa f. spontanea)材
料, 包括中国、美国、日本、印度、越南、韩国、IRRI
的品种资源共 625份(表 1)。
为验证以总 DNA 为模板的 PCR 产物是否能准
确鉴定广亲和基因及其等位基因的基因型, 还选用
了 3037/02428的 F2群体 181个单株。02428为江苏
省农业科学院选育的广亲和品种(S5-n)[14], 3037 为
扬州大学选育的籼稻材料。所有材料均于 2008年正
季种植于江苏省农业科学院试验田。
1.2 InDel标记 S5136的引物设计和合成
在 GenBank中(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ entrez/
query.fcgi)搜索籼稻和粳稻的序列 , 籼稻登录号为
EU889295(S5-i), 粳稻登录号为 EU889294 (S5-j), 粳
稻 02428登录号为 EU889293 (S5-n)。籼稻和粳稻没
有缺失, 而广亲和基因存在 136 对碱基缺失。选取
发生了缺失区段的两侧 400~600 bp 范围内的序列,
用 Primer Premier 5软件设计引物, 使其扩增的 PCR
产物大小适中, 能较好地在低浓度的琼脂糖胶上电
泳分析。引物由 Invitrogen公司合成。
1.3 DNA提取、PCR扩增、电泳及结果记录
利用 SDS法提取总DNA。以总DNA为模板, 按
下列反应体系进行 PCR。反应体系(20 µL)为: DNA
1.0 μL (20~50 μg L−1), 上、下游引物各 0.5 μL (10
nmol L−1), 10×buffer 2.0 μL, MgCl2 (5 mmol L−1) 2 μL,
Taq DNA聚合酶 0.2 μL (5 000 U mL−1), dNTP (2.5
mmol L−1) 1 μL, 纯水 12.8 μL。扩增条件为 94 , 5 ℃
min; 94 , 30 s, 5℃ 0 , 30 s, 72 , 30 s, 35℃ ℃ 个循环;
72 , ℃ 延伸 10 min。PCR 产物在含有溴化乙淀(EB)
的 1.0%琼脂糖凝胶中 120 V电泳 20 min, 再以凝胶
成像系统照相。
1.4 PCR产物测序和序列比对
为排除假阳性, 即明确标记 S5136的 PCR产物
为广亲和基因 S5-n 的 DNA 片段的特异性扩增。对
13份材料的 PCR产物进行了测序, PCR反应体系为
50 µL, 利用试剂盒回收目标条带, 由南京金思特公
2002 作 物 学 报 第 35卷

表 1 供试材料
Table 1 Plant materials used in this study
类型
Taxon
种子来源
Origin
代表性品种
Typical variety
数量
Amount

中国 China 南京 11, 南京 16, 9311, 3037, 培矮 64S, 镇籼 96, 湘晚籼 13, 桂朝 2号, 湖南早,
广占 63S, 双竹占, 成矮 29, 云南籼, 宁恢 108, 粤泰B, 冈 46B, R084, 明恢 63, 制
5, 多恢 43, 98149, 221
126
中国台湾 Taiwan, China 嘉农籼育 43, 嘉农籼育 23, 嘉农籼育 26, 台中籼育 6, 台中籼育 10, 台中籼育 12 9
美国 America New-Bonnet, Sky-bonnet, Star-bonnet, Te-bonnet, Leah, Della, Calose, CP231,
CPSLO17
14
IRRI IR24, IR36, IR38, IR50, IR52, IR56, IR58, IR60, IR64, IR72 18
印度 India Dular, Kasalath, ITE9702, SM115-T1, SM117-T2 20
韩国 Korea Milyang 23, Milyang 32, Milyang 49, Milyang 53, Suwon 287, Suwon 341 15
籼稻
O. sativa L.
indica
越南 Vietnam P49WW1, P49WW2, P41-1, P41-2, P50VP1, P50VP3 12

02428, 武育粳 2号, 武育粳 3号, 武运粳 7号, 武香粳 14, 武粳 15, 南粳 41, 南粳
46, 徐稻 3号, 镇稻 88, 镇稻 99, 华粳 3号, 盐稻 8号, 淮稻 9号, 常农粳 1号, 宁
粳 1号
130
太湖流域地方粳稻资源: 落霜青, 田鸡青, 小青种, 白壳老来青, 矮脚粳, 韭菜青,
太湖青, 秃头糯稻, 矮绿种, 江阴糯, 江北早, 有芒白壳稻, 荔枝红
200
中国 China
具有 02428的血缘的高代恢复系材料 20
粳稻
O. sativa L.
japonica
日本 Japan Nipponbare, Akihikari, Kanton 194, Aichi 106 10

中国江苏 Jiangsu, China 穞连云港 稻 3份, 近年来在扬州、南通、镇江、泰洲、盐城收集到的杂草稻 17份 20 杂草稻
O. sativa f.
spontanea
中国安徽 Anhui, China 怀远塘稻、来安塘稻、全椒塘稻、肥东塘稻各 1份 4

中国江西 Jiangxi, China 江西普通野生稻、东乡野生稻 13 普通野生稻
O. rufipogen
Griff.
中国广西 Guangxi, China 广西普通野生稻 14

司测序。利用标记 S5136 正反向引物双向测序, 将
序列拼接后与登录的 S5-n进行序列比对。
1.5 部分材料的亲和性验证
2006 年夏季配制 Kasalath 与秋光、日本晴, 培
矮 64S与粳稻武香粳 14、扬辐粳 8号、扬粳鉴 56、
淮稻 5 号, 02428 与 3037、特青的杂交种。2007 年
夏季种植杂种 F1, 至少取 15个穗调查结实率。
2 结果与分析
2.1 InDel标记 S5136的开发
广亲和基因序列已经登录 , 功能基序(function
motif)已经明确。S5-n 与 S5-i 和 S5-j 的序列差异是,
在翻译起始点即 ATG上游缺失 69 bp, 下游缺失 67
bp, 缺失导致基因功能丧失, 不能与 S5-i 和 S5-j 互
作, 杂种胚囊发育正常。籼稻和粳稻与 S5-n 序列
差异如图 1所示。根据其缺失位置两侧序列, 利用软
件 Primer Premier 5设计引物序列, S5136-For为 5′-
ATCAACCCATTTCCTTTCCT-3′; S5136-Rev为 5′-A
TACGCTCGATCGGATTAAC-3′。
对有广亲和基因 S5-n的品种DNA, 能够扩增出
441 bp的片段, 而不带 S5-n的品种 DNA扩增出 577
bp片段。
2.2 标记 S5136对“3037/02428”F2群体及其亲本
的检测结果
由图 2 可以看出, 两个亲本及其杂种 F1的 PCR
产物存在 3种带型, 即两种亲本带型, 一种杂合带型。
粳稻 02428 带有广亲和基因 S5-n, 为缺失带型, 对
应的基因型为 S5-n/S5-n; 籼稻 3037 携带等位基因
S5-i, 为非缺失带型, 对应的基因型为 S5-i/S5-i; 杂
种 F1共有双亲带型, 对应的基因型为 S5-n/S5-i; PCR
产物大小与预期的一致。3037/02428的 F2群体存在
3种带型, 缺失带型、非缺失带型和杂合带型的数量
分别为 37、51和 93, 其分离比例符合 1 2 1∶ ∶ (χ2=
2.30<χ20.01,2=9.21), 没有发现偏分离现象。由此可见,
以总 DNA为模板, 用标记 S5136能准确区分广亲和
基因及其等位基因的杂合和纯合基因型。
2.3 标记 S5136对品种资源材料的检测结果
籼稻如 9311、IR24、IR36、南京 11、桂朝 2号、
密阳 23、早香 1号等; 粳稻如日本晴、武育粳 3号、
武运粳 7号、武粳 15、南粳 41、徐稻 3号等; 穞稻、
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图 1 引物序列所处的位置及广亲和基因 S5-n缺失片段
Fig. 1 Locations of the primers and the deletion sequence in S5-n
虚线方框表示翻译起始点, 圆点表示 S5-n缺失的碱基, 箭头表示引物位置。
The dashed box indicates translation start site; the dot indicates the deletion in S5-n; the arrows indicates the primers.



图 2 引物 S5136 对“3037/02428”F2群体 PCR扩增产物在 1%的琼脂糖凝胶电泳结果
Fig. 2 Profile of the S5136 PCR amplification products from genomic DNAs of parents 3037 and 02428 and their F2 plants
separated on 1% agrose gel
P1: 02428; P2: 3037; F1: 杂种; 1~19: F2群体的部分单株; M: DNA ladder。
P1: 02428; P2: 3037; F1: hybrid; 1–19: F2 plants; M: DNA ladder.



图 3 引物 S5136 对部份品种资源材料 PCR扩增结果
Fig. 3 Profile of the S5136 PCR amplification products from genomic DNAs of different germplasm
1: 9311; 2: IR24; 3: IR36; 4: 南京 11; 5: 桂朝 2号; 6: 密阳 23; 7: 早香 1号; 8: 日本晴; 9: 武育粳 3号; 10: 武运粳 7号;
11: 武粳 15; 12: 南粳 41; 13: 徐稻 3号; 14: 落霜青; 15: 田鸡青; 16: 小青种; 17: 白壳老来青; 18: 特青; 19: Dular;
20: 小白壳; 21: CPSLO17; 22~23: 中国广西普通野生稻; M: DNA ladder。
1: 9311; 2: IR24; 3: IR36; 4: Nanjing 11; 5: Guichao 2; 6: Milyang 23; 7: Zaoxiang 1; 8: Nipponbare; 9: Wuyujing 3;
10: Wuyunjing 7; 11: Wujing 15; 12: Nanjing 41; 13: Xudao 3; 14: Luoshuangqing; 15: Tianjiqing; 16: Xiaoqingzhong;
17: Baikelaolaiqing; 18: Teqing; 19: Dular; 20: Xiaobaike; 21: CPSLO17; 22–23: O. rufipogen; M: DNA ladder.
2004 作 物 学 报 第 35卷

塘稻以及本课题组近年来在江苏扬州、南通、镇江、
泰洲、盐城等地收集到的杂草稻; 来自广西、江西
的普通野生稻, 其带型为非缺失带型, 不携带广亲
和基因 S5-n。
来源于印度的地方品种 Dular和美国 CPSLO17,
分类上属籼稻, 具有 S5-n 基因, 是常用的广亲和基
因资源[1-2]。利用标记 S5136 对这两份材料的 PCR
产物鉴定表明为缺失带型(图 3)。从 605份品种资源
材料中, 我们鉴定出具有缺失带型的新材料共 13 份,
分别是来自印度的 Kasalath、IET9702、SM117-T2、
SM118 B44-T2, 中国台湾的嘉农籼育 43, 美国的 Leah,
中国江苏的常规中籼 98149, 中国江西的双竹占, 越
南的 P41-1、P41-2、P50VP3, 中国云南的红根矮子
占、俄山大白谷, 这些材料分类上都属籼稻。
2.4 标记 S5136对育种材料的检测结果
S5136对“两优 108”杂交种及其亲本培矮 64S、
恢复系 108 以及部分育种材料的 PCR结果见图 4。
20 份中间材料是江苏省农业科学院利用粳稻 02428
与籼稻杂交选育的恢复系。恢复系 0709、0707的带
型为缺失带型, 说明这两个恢复系具有 S5-n 基因,
而宁恢 108带型为非缺失带型, 说明广亲和基因 S5-n
在选育过程中丢失。培矮 64S 是湖南省农业科学院
选育的携带 S5-n 的光温敏不育系, 为缺失带型, 其
杂种“两优 108”为杂合带型。



图 4 引物 S5136 对部份育种材料 PCR扩增结果
Fig. 4 Profile of the S5136 PCR amplification products from
genomic DNAs of breeding materials
1: 两优 108; 2: Kasalath; 3: 02428; 4: 0709; 5: 0707; 6: 108; 7: 培
矮 64S; M: DNA ladder。
1: Liangyou 108; 2: Kasalath; 3: 02428; 4: 0709; 5: 0707; 6: 108; 7:
Pei’ai 64S; M: DNA ladder.

2.5 对 13份新材料的测序结果
为明确 13 份材料携带广亲和基因 S5-n, 对 13
份材料标记 S5136的 PCR产物正反向直接测序, 将
拼接后的序列与已登录的 S5-n和 S5-j的序列进行比
对。结果发现 13份材料与 S5-n序列高度同源, 缺失
的序列也与 S5-n 完全一致。中国江苏的常规中籼
98149 和来自印度的籼稻 Kasalath、 IET9702、
SM117-T2、SM118 B44-T2 存在一个相同的单碱基
突变(由 A突变为 G)(图 5)。中国台湾的嘉农籼育 43,
美国的 Leah, 中国江西的双竹占, 越南的 P41-1、
P41-2、P50VP3, 中国云南的红根矮子占、俄山大白
谷则与已登录的 S5-n序列完全一致。
2.6 培矮 64S和 Kasalath的亲和性鉴定
表 2 表明, 籼稻 Kasalath 与日本晴和秋光的杂
种结实率大于 75%, 02428与 3037、特青的杂种结实
率大于 80%, 培矮 64S 与粳稻武香粳 14、扬辐粳 8
号、扬粳鉴 56、淮稻 5号的结实率接近或大于 80%,
说明这 3 个材料都具有一定的亲和性。已有研究表
明光温敏不育系培矮 64S的亲本培矮 64的广亲和基
因与 02428的广亲和基因为等位基因[15], Chen等[16]
对培矮 64的 DNA测序结果也证实 02428与培矮 64
携带相同的 S5-n基因。籼稻 Kasalath与典型的粳稻
日本晴和秋光的结实率较高, 达到广亲和标准, 与
S5136标记鉴定表明 Kasalath携带 S5-n基因的结果
一致。
3 讨论
遗传标记经历了从形态标记、同功酶标记到
DNA 标记。遗传标记不仅用于基础研究如基因克
隆、标记辅助选择, 还用于植物资源特征描述和品
种保护。形态标记直观好用但受环境影响并且数量
有限, 还受发育阶段的影响。DNA 标记是基于种内
个体间 DNA序列差异, 开发了 AFLP、SSR、SNP、
InDel 等, 这些标记既有基因连锁选择标记, 也有基
因选择标记。Andersen 等[30]把基因标记分为基因靶
向标记(gene targeted markers, GTMs)和基因功能标
记(functional markers, FMs), 这两种标记的共同特
点是多态性来源于等位基因的序列差异, 不同的是
功能标记的多态性来源于造成等位基因功能差异的
DNA序列差异。因此开发基因功能标记对于提高水
稻育种效率具有十分重要的意义。
Chen等[16]研究表明 136对碱基缺失是广亲和基
因 S5-n 的功能基序。本研究针对广亲和基因 S5-n
及其复等位基因 S5-i、S5-j 序列的差异开发了功能
标记 S5136。该标记能鉴别以 02428和籼稻 3037为
亲本的 F2群体 S5-n的杂合和纯合基因型, 为开展广
亲和基因 S5-n 的分子标记辅助选择育种奠定了基
础。常规育种方法选择广亲和基因 , 一般利用与
S5-n 连锁的花青素色素原基因 C 进行连锁选择, 即

第 11期 杨 杰等: 水稻广亲和基因 S5-n的功能标记开发及其应用 2005




图 5 红根矮子占和 Kasalath的 S5136标记 PCR产物测序结果与已登录的 S5-n和 S5-j的共线性比较
Fig. 5 The sequence alignment of HGAZZ and Kasalath sequenced with S5136 PCR products S5-n (GenBank accession No.
EU889293) and S5-j (GenBank accession No. EU889294)
HGAZZ: 红根矮子占, Kasalath存在一个碱基的突变, 由 A突变为 G, S5-n存在 136 bp缺失。
HGAZZ: Honggen’aizizhan, One SNP found in Kasalath. The S5-n allele has a 136 bp deletion between 5UTR and exon 1 comparing with
the functional S5-j allele.

表 2 籼粳杂种 F1的结实率
Table 2 Seed setting rate of the indica-japonica hybrid
组合名
Cross
结实率
Seed setting rate (%)
组合名
Cross
结实率
Seed setting rate (%)
日本晴/Kasalath Nipponbare / Kasalath 85.71 培矮 64S/扬粳鉴 56 Pei’ai 64S/Yangjingjian 56 89.63
Kasalath/秋光 Kasalath/Akihikari 78.35 培矮 64S/扬辐粳 8号 Pei’ai 64S/Yangfujing 8 87.50
02428/特青 02428/Teqing 83.51 培矮 64S/淮稻 5号 Pei’ai 64S/Huaidao 5 79.73
3037/02428 84.21 培矮 64S/武香粳 14 Pei’ai 64S/Wuxiangjing 14 82.20

选择红色稃尖单株, 间接地选择 S5-n, 或利用连锁
分子标记选择[18,34], 但为了确认 S5-n 是否存在, 必
须通过亲和性鉴定。选育一个广亲和材料, 要经过
多代的测交和回交, 一般要在 10年左右[17-18]。利用
本研究开发的广亲和基因 S5-n 的功能标记, 可以直
接跟踪广亲和基因, 准确鉴定 S5-n的基因型。
利用该标记我们从 600 余份水稻资源中筛选出
13 份缺失 136 bp 的新资源。通过对 13 份材料的
S5136的 PCR产物测序发现 4份印度材料和 1份中
国江苏中籼材料与已登录的 02428等位基因 S5-n有
一个相同的单碱基突变, 其余 8 份材料与 S5-n 完全
一致。在杂草稻和普通野生稻材料中没有发现具有
广亲和基因 S5-n 的资源。本研究发现的携带 S5-n
的新资源, 主要来源于印度、越南、美国和中国云
南, 这与前人结果一致[35]。已有研究表明广亲和基
因资源主要是分布于中国云南、东南亚地区的光壳
陆稻, 印尼的爪哇稻, 印度次大陆的Aus稻, 美国稻
的原始亲本多为菲律宾光壳稻和东南亚籼稻, 因此
2006 作 物 学 报 第 35卷

美国的广亲和基因也应该来源于东南亚。
我们发现印度籼稻 Kasalath 与粳稻日本晴和秋
光的杂种结实率较高, Lü等[36]和 Harushima等[37]等
也得到类似的结果, Zhong等[38]发现美国稻 Leah与
籼稻和粳稻的杂种结实率大于 70%, 推测籼稻
Kasalath和 Leah具有广亲和性。传统的广亲和性鉴
定方法是利用与测验种籼稻 IR36、南京 11和粳稻秋
光、巴利拉的结实率来判定。目前我们正在配制新
发现材料与测验种的杂交组合以验证新发现资源的
广亲和特性。
两优 108 是江苏省农业科学院选育的两系杂交
籼稻组合[39], 其父本“108”具有广亲和品种 02428的
血缘, 仍然保留了花青素色素原基因 C, 但广亲和
基因 S5-n 丢失; 其母本培矮 64S 具有 S5-n, 利用我
们开发的标记 S5136对杂种两优 108的 PCR鉴定表
现杂合带型。由于培矮 64S 在制种过程中遇到低于
23℃的低温就会自交结实, 利用该标记可以对混杂
在杂交种中的不育系培矮 64S 进行判断。因此, 该
标记还可以作为鉴定“两优 108”等以培矮 64S 为母
本的杂交种种子中是否混杂不育系的分子标记, 为
种子纯度鉴定提供依据。
4 结论
以 S5136 为标记通过 PCR 扩增, 广亲和基因
S5-n纯合基因型可获得长度 441 bp的 1条带, 纯合
非广亲和基因型可获得长度为 577 bp的 1条带, 杂
种 F1可获得长度为 441 bp和 577 bp的 2条带。该
标记可用于广亲和基因 S5-n的分子标记辅助选择育
种和资源筛选鉴定。
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