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分子標誌技術開創水稻育種新篇章 出於越光而勝於越光~ 水稻「臺南16號」之育成

分子標誌技術開創水稻育種新篇章 出於越光而勝於越光~ 水稻「臺南16號」之育成

文章來源:臺南區農業改良場 2017/10/11

水稻傳統育種選拔一般自雜交、選拔至新品種育成,時程約須8至10年,耗時費力。自2005年水稻基因體解序以後,已建立分子標誌與性狀基因座分析等豐富資訊,讓稻作育種人員能夠更精確、有效率的進行選育。分子標誌輔助選拔(marker-assisted selection, MAS)技術可以有效進行數量性狀基因型選拔,避免環境的干擾,在幼苗時期即可抽取DNA進行檢測及選拔,因此只需要種植選獲的個體,大幅提高育種效率及準確性,而於育種計畫的角色日益重要。

日本水稻品種「越光」(Koshihikari)常作為高級食米輸出日本海外,也深受臺灣消費者喜愛。臺灣大約在40年前就引入日本「越光」品種進行栽培,然而「越光」對臺灣日照長度具有敏感性而提早開花,大幅降低了產量與品質。因此,利用MAS技術,把日長鈍感基因導入「越光」,培育出抽穗開花期與臺灣本土水稻品種相近,但是遺傳背景大部分為「越光」的水稻新品種,就成為讓「越光」本土化最好的方法。

利用臺灣本土品種「臺農67號」作為提供日長鈍感基因的貢獻親,而「越光」則作為輪迴親。兩個品種交配之後,從其子代選出帶有「臺農67號」日長鈍感基因型者,並兼具其它遺傳背景與「越光」相近的子代,再與「越光」交配,重複進行3到4次的回交,將日長鈍感基因『轉移』到「越光」。如此一來,後代的遺傳背景會越來越接近「越光」品種,但是仍然保有臺灣本土品種的日長鈍感特性(圖1)。這樣的育種技術稱為「分子標誌輔助選種」,而「臺南16號」就是我國第一個利用此項技術選拔出來的品種;該品種除了少數幾個日長鈍感基因來自「臺農67號」之外,其它的遺傳背景幾乎與「越光」沒有差別。

目前MAS技術已經廣泛應用於水稻育種研究中,如抗病、抗蟲、耐淹水、耐旱、耐鹽、株高、穀粒重及抽穗期等。此技術具有高度可靠性,可提升水稻育種效率,對我國在因應氣候變遷環境之稻作研究有相當助益,未來將可提升產量、品質與增加逆境耐抗性等,進一步強化稻米產業競爭力。

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  • 分子標誌輔助回交育種示意圖

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