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水稻是世界上重要的粮食作物之一,但其每年都会遭受到严重的病虫害的侵扰,给农业生产带来了巨大的损失。因此,合理高效地评价和利用抗病种质资源是培育抗病优良品种、防治植物病虫害所必须解决的关键问题。普通野生稻作为亚洲栽培稻的近缘祖先,是稻属重要的基因库组成,其优异的抗病遗传资源是开展水稻抗病遗传育种,保证农业生产可持续发展的物质基础,对其抗病基因遗传多样性的正确评估与保存,对于保证粮食安全、确保人类生存与发展具有重大意义。
本文在Yang等人对水稻基因组480个抗病基因(R基因)系统分类的基础上,随机选取了18个一般类型的抗病基因位点和16个“存在/缺失”(P/A gene)型抗病基因位点,系统比较了其在野生稻和栽培稻两个不同群体中的遗传差异。
研究结果表明,大部分的水稻抗病基因(61-75%)在野生稻和栽培稻中,无显著的遗传多样性差异;4个R基因表现出栽培稻中的遗传多样性显著性的小于野生稻中的遗传多样性,同时结果也显示,这4个基因处于明显的人工选择作用之下;正选择分析表明,6个R基因可能处于明显的正选择压力之下,这可能与病原菌的特异性识别相关,同时有4个基因由于人工选择的作用有明显的有害突变积累的趋势。
总的研究结果表明,大部分R基因无明显的籼、粳分化的规律,并且在栽培稻和野生稻之间没有遗传多样性的差异。这说明,栽培稻与野生稻可能受到同等的病原菌入侵的压力,导致其受到基本相似的自然选择的压力和遗传变异的规律。同时,人工选择对R基因的遗传与保存有一定的影响,人工选择能够降低了某些R基因位点的遗传多样性,并促使一些有害突变的积累,但总体上来说,这种影响并不是太大,绝大多数的抗病基因位点在进化上还是表现出受自然选择作用的影响,当然由于不同的抗病基因位点受到选择压力也各不相同,不同的抗病基因位点上也表现出了不同的进化规律。