10 Các Sinh học và sinh thái lúa (Oryza sativa L.) tại Úc tháng 2 năm 2005 LỜI NÓI ĐẦU 1 PHẦN 1. Sinh học và sinh thái của lúa (Oryza sativa L.) 1 Phần 1.1 Phân loại và Di truyền học 1 Mục 1.2 Nguồn gốc và canh tác 4 1.2.1 Hiệu ứng của Thuần 4 1.2.2 Trồng trọt ở Úc 5 Phần 1.3 Hình thái học 6 Mục 1.4 Tăng trưởng và phát triển 7 1.4.1 nảy mầm và sinh trưởng 7 1.4.2 Sinh sản 7 1.4.3 hạt chín 7 Mục 1.5 Sinh sản 7 1.5.1 Thụ phấn và phấn hoa phân tán 7 1.5.2 phát tán hạt giống 8 1.5.3 ngủ Seed 8 1.5.4 tái sinh vô tính 9 Mục 1.6 Sâu Bệnh 9 1.6.1 Weeds 9 1.6.2 Côn trùng và các loài gây hại không xương sống khác 9 1.6.3 Vertebrate sâu bệnh 10 1.6.4 Bệnh 11 1.6.5 Tóm tắt 12 PHẦN 2. Độc tính GẠO 12 PHẦN 3. gây dị ứng của RICE 13 PHẦN 4. trụi cỏ gạo 13 phần 4.1 Đặc điểm của gạo góp phần trụi cỏ tiềm năng 13 4.1.1 Thích nghi với môi trường sống khác nhau 14 4.1.2 dùng ngoài trời vượt so với khả năng tự lai ghép 14 4.1.3 ngủ và ngân hàng hạt giống liên tục 14 4.1.4 phát tán hạt giống hiệu quả 14 4.1.5 tái sinh vô tính 15 PHẦN 5. TIỀM NĂNG CHO Chuyển gen 15 Phần 5.1 chuyển gen trong một loài 15 Phần 5.2 chuyển gen Interspecific 16 5.2.1 chuyển gen tới các loài Oryza khác 16 5.2.2. Chuyển gen Interspecific để phi Oryza loài 18 Phần 5.3 chuyển gen đối với sinh vật khác 18 PHẦN 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu này đề cập đến sinh học và sinh thái của các loài Oryza sativa L. (trồng lúa). Thông tin bao gồm liên quan đến việc phân loại học, di truyền học và nguồn gốc của lúa, mô tả chung về hình thái, phát triển của nó, sinh học sinh sản, sâu bệnh, ngộ độc, gây dị ứng và hệ sinh thái chung của nó. Tài liệu này cũng đề cập đến tiềm năng chuyển gen xảy ra đối với các loài Oryza liên quan chặt chẽ. PHẦN 1. Sinh học và sinh thái của lúa (Oryza sativa L.) Mục 1.1 Phân loại và Di truyền học Các chi Oryza thuộc về bộ lạc tông lúa của gia đình Poaceae (http : //www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi). Có 12 chi trong bộ lạc tông lúa (Vaughan 1994). Các chi Oryza chứa khoảng 22 loài trong đó 20 loài hoang dã và hai, O. sativa và O. glaberrima, được trồng (Vaughan 1994). Có một số nhầm lẫn trong các tài liệu liên quan đến các thuật ngữ chính xác của các loài có quan hệ gần gũi nhất với O. sativa, như họ thường thiếu đặc điểm hình thái phân biệt rõ ràng (Vaughan & Morishima 2003). Tại thời điểm khác nhau, hơn 100 tên đã được đề xuất cho các loài Oryza, trong đó có 19 đối với O. sativa một mình (Oka 1988; Lu 2004). Gần đây Vaughan (2003) đã đề xuất một thuật ngữ mới cho lúa gieo trồng và hoang dã ở châu Á: O. sativa sensu lacto subspp. indica và japonica, và O. rufipogon sensu lacto subspp. nivara (hàng năm) và rufipogon (cây lâu năm), tương ứng. Ngoài ra, hai loài hoang dã mới gần đây đã được ghi nhận vào chi (O. glumaepatula và O. malapuzhaensis) (Vaughan et al. 2003). Các tên loài được trình bày trong Bảng 1 sẽ được sử dụng trong tài liệu này cho phù hợp với đa số các tài liệu. O. sativa là trồng rộng rãi nhất của hai loài trồng. Nó được trồng trên toàn thế giới, kể cả ở châu Á, Bắc và Nam Mỹ, Liên minh châu Âu, Trung Đông và châu Phi. Tuy nhiên O. glaberrima, được trồng chỉ ở các nước Tây Phi. O. sativa và glaberrima sativa lai đang thay thế O. glaberrima ở nhiều vùng của châu Phi do sản lượng cao hơn (Linares 2002). Nghiên cứu đã cho thấy rằng các bậc tiền bối của O. sativa là loài châu Á. Đây là O. rufipogon và O. nivara, đó là những cây lâu năm và hàng năm tương ứng (Vaughan & Morishima 2003). Trong các giống đã được phát triển, có một loạt các hình thức mang ít nhiều tương đồng với tổ tiên hoang dã. Những đặc điểm này được mô tả chi tiết hơn trong các phần sau. O. barthii và O. longistaminata được cho là tổ tiên của người châu Phi trồng lúa, O. glaberrima (Vaughan & Morishima 2003). Loài Oryza hoang dã khác có nguồn gốc từ châu Phi, Trung và Nam Mỹ, Châu Á và Châu Đại Dương với chồng chéo phân phối giữa các khu vực như trong Bảng 1. Bốn loài Oryza đã được báo cáo để mọc tự nhiên ở Australia. Đây là O. australiensis, O. meridionalis, O. officinalis và O. rufipogon (OECD 1999; Lu & Jackson, 2004). Những loài hoang dã mọc ở các vùng phía bắc của Tây Úc, Northern Territory và Queensland (Hình 1 và 2). Tuy nhiên, không có hồ sơ tồn tiêu bản cho O. officinalis trong cơ sở dữ liệu ảo Herbarium của Australia (http://www.anbg.gov.au/avh). Một kỷ lục tiêu bản duy nhất tồn tại của O. nivara thu thập ở Queensland (Vaughan 1994), mặc dù không có hồ sơ tồn tại của các loài này trong cơ sở dữ liệu ảo Herbarium của Úc. Sự phân bố bình thường của O. nivara là Ấn Độ, Sri Lanka, Nepal và Thái Lan. Nó không xuất hiện để được thành lập tại Úc. Hình 1. Phân phối của loài Oryza hoang dã diễn ra tại Úc. AO rufipogon; BO officinalis; Meridionalis CO; và DO australiensis. Maps sao chép với sự cho phép từ Wild Rice Phân loại (Lu & Jackson, 2004) Hình 2. Bản đồ của Úc cho thấy địa điểm nơi các mẫu thực vật được thu thập cho ba trong bốn loài lúa dại có nguồn gốc từ Australia. O. officinalis không được hiển thị, như không có hồ sơ tiêu bản đã được tìm thấy cho các loài này. Nguồn:. Herbarium ảo của Australia (http://www.anbg.gov.au/avh) O. sativa có một tương đối nhỏ (430 triệu cặp base) lưỡng bội gen (2n = 24). Đây là hệ gen nhỏ nhất của tất cả các loại cây lương thực và khoảng 50% bộ gen gồm các trình tự lặp đi lặp lại (Chang 2003). Hầu hết các loài Oryza khác cũng là dạng lưỡng bội, tuy nhiên một số là tứ bội (4n = 48). Các loài trong chi Oryza có thể được phân thành chín nhóm (với một loài không được phân loại, xem Bảng 1) trên cơ sở khả năng tương thích hệ gen ở giảm phân ở F1 (thế hệ đầu tiên) lai. Những nhóm này, cùng với vị trí địa lý của mỗi loài, được thể hiện trong Bảng 1 (OECD 1999;. Vaughan et al 2003). Bảng 1. Sự phân bố và phân loại bộ gen của các loài lúa trên khắp thế giới Oryza Genome loài loại Phi Trung hay Nam Mỹ Châu Á Châu Đại Dương O. sativa phức tạp O. sativa AA O. glaberrima AA O. barthii AA O. glumaepatula1 AA O. longistaminata AA O. meridionalis AA O. nivara AA O. rufipogon AA O. officinalis phức tạp O. punctata BB, BBCC O. malampuzhaensis2 BBCC O. minuta BBCC O. eichingeri CC O. officinalis CC O. rhizomatis CC O. alta CCDD O. grandiglumis CCDD O. latifolia CCDD O. australiensis EE O. brachyantha FF O. granulata phức tạp O. granulata GG O. meyeriana GG O. ridleyi phức tạp O. longiglumis HHJJ O. ridleyi HHJJ O. schlechteri ?? 3 dữ liệu trong bảng tổng kết từ (OECD 1999; Vaughan & Morishima 2003). 1. Vaughan (Vaughan et al. 2003) sử dụng thuật ngữ này vì nó là phổ biến rộng rãi trong y văn nhưng thừa nhận không có đặc điểm để phân biệt loài này từ O. rufipogon. 2. O. malampuzhaensis gần đây đã được phân biệt với O. officinalis trên cơ sở các đặc điểm hình thái và hệ gen của nó tứ bội (Li et al 2000;. Thomas et al 2001.). Nó phân bố hạn chế ở một khu vực nhỏ ở miền nam Ấn Độ. 3. Kiểu gen của O. schlechteri đã chưa được xác định (Vaughan et al. 2003). Các chi Oryza cũng đã được phân loại thành bốn khu phức hợp, nhóm loài với nhau như một cách để phản ánh sự đa dạng di truyền của giống (Vaughan 1994). Trong số này, O. sativa và O. officinalis phức là nghiên cứu tốt nhất. Các loài phức tạp O. sativa là tất cả các dạng lưỡng bội, có AA-loại bộ gen và pantropical. Thích ứng với các hệ sinh thái khác nhau đã dẫn đến một sự liên tục của các loại hình thái từ lâu năm để hàng năm. Trung hoa giống nhiều hơn một lần trong một mùa giải, nhưng không sống cho nhiều hơn một mùa giải. Các cấu trúc của các cơ quan hoa và thời gian của Hoa con tiếp thu dễ kết hợp để làm O. sativa phần lớn sự tự thụ thai lấy và tự thụ phấn, mặc dù ngoài qua không xảy ra . ở một tần số thấp (xem Phần 4 để biết chi tiết) Mục 1.2 Nguồn gốc và trồng Oryza sativa được trồng đầu tiên ở Đông Nam Á, Ấn Độ và Trung Quốc từ 8 000 và 15 000 năm trước (OECD 1999; Normile 2004). O. glaberrima đã được trồng từ khoảng 1 000 BC (Ahn et al 1992;. Murray 2005). Canh tác hiện tại cho O. sativa là trên toàn thế giới, kéo dài từ vĩ độ 35S (New South Wales và Argentina) để 50N (miền Bắc Trung Quốc), hơn 110 quốc gia. Chín mươi phần trăm của tất cả gạo được trồng và tiêu thụ ở châu Á. Diện tích canh tác sử dụng khoảng 10% của tất cả đất trồng cây sẵn trên toàn thế giới (144 triệu ha), chỉ với lúa mì bao gồm diện tích bề mặt hơn. Rice cũng được trồng từ mực nước biển đến 3 000 m và ở cả hai vùng khí hậu ôn đới và nhiệt đới. Một loạt các chế độ nước được sử dụng, bao gồm cả gạo unsubmerged vùng cao (10% của tổng số canh tác), lúa nước vừa ngập nước (tưới, 45%, hoặc nước mưa, 30%), và lúa ngập nước (lên đến sáu m nước, 11%, hoặc nổi, 4%). Gạo có thể phát triển trong một phạm vi rộng các loại đất là tốt, kể cả nước muối, kiềm và axit lưu huỳnh đất (Takahashi 1984b; Oka 1988; Ahn et al 1992;. OECD 1999). Các tính chất hóa học của đất dường như không phải là quan trọng như khả năng thể chất của đất để tổ chức một lũ (Scott et al. 2003). Một số lượng lớn của O. sativa giống đã được phát triển qua nhiều thế kỷ thuần gạo. The International Bank Rice Gene (http://www.knowledgebank.irri.org) nắm giữ khoảng 100 000 giống lúa khác nhau, hầu hết trong số đó là O. sativa. Giống có thể được phân biệt trên cơ sở của nhiều đặc điểm, bao gồm những điều sau đây: thích ứng với nước khác nhau
đang được dịch, vui lòng đợi..
