Northern wild rice (NWR; Zizania palustris L.) is a wind-pollinated, annual, aquatic grass that grows naturally in the Great Lakes region of the United States and Canada and is also cultivated in flooded paddies, predominantly in California and Minnesota. A better understanding of pollen-mediated gene flow is needed within the species for both conservation and breeding efforts as cultivation occurs within the species’ natural range and spatially-isolated, paddy structures are limited within breeding programs. Widely-cited pollen travel research in NWR demonstrated that pollen could travel at least 3200 m. However, a population segregating for male sterility was used as the pollen recipient in the study and was determined to not be adequate for NWR pollen travel studies. Here, we present the characterization of a recessive white male floret (WMF) population in contrast to the dominant, purple male floret (PMF) color of cultivated NWR along with estimates of pollen-mediated gene flow in a cultivated paddy setting. Studies conducted in 2018 and 2019 revealed that the primary amount of pollen-mediated gene flow occurred within the first 7 m from the PMF donor source with no gene flow detected past 63 m. These results suggest that the likelihood of pollen-mediated gene flow between cultivated NWR and natural stands remains low. We also identified a strong linkage between male floret, collar, and culm color. This study demonstrates that the WMF trait is an excellent candidate for use in pollen-mediated gene flow studies in NWR.

中文翻译：

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用于跟踪栽培北方野生稻 (Zizania palustris L.) 基因流的隐性雄性小花颜色

北方野生稻 (NWR; Zizania palustrisL.) 是一种风媒、一年生水草，在美国和加拿大的五大湖地区自然生长，也在淹水的稻田中种植，主要在加利福尼亚和明尼苏达州。由于栽培发生在物种的自然范围内，空间隔离的稻田结构在育种计划中受到限制，因此需要更好地了解物种内花粉介导的基因流动，以进行保护和育种工作。NWR 广泛引用的花粉传播研究表明，花粉可以传播至少 3200 米。然而，在研究中使用了一个因雄性不育而隔离的人群作为花粉接受者，并被确定为不足以进行 NWR 花粉传播研究。在这里，我们展示了隐性白色雄性小花 (WMF) 种群与显性相比的特征，栽培 NWR 的紫色雄性小花 (PMF) 颜色以及栽培稻田环境中花粉介导的基因流的估计。2018 年和 2019 年进行的研究表明，花粉介导的基因流的主要数量发生在距离 PMF 供体源的前 7 m 内，超过 63 m 没有检测到基因流。这些结果表明，栽培的 NWR 和自然林分之间花粉介导的基因流动的可能性仍然很低。我们还确定了雄性小花、衣领和秆颜色之间的密切联系。这项研究表明，WMF 性状是用于 NWR 花粉介导的基因流研究的优秀候选者。2018 年和 2019 年进行的研究表明，花粉介导的基因流的主要数量发生在距离 PMF 供体源的前 7 m 内，超过 63 m 没有检测到基因流。这些结果表明，栽培的 NWR 和自然林分之间花粉介导的基因流动的可能性仍然很低。我们还确定了雄性小花、衣领和秆颜色之间的密切联系。这项研究表明，WMF 性状是用于 NWR 花粉介导的基因流研究的优秀候选者。2018 年和 2019 年进行的研究表明，花粉介导的基因流的主要数量发生在距离 PMF 供体源的前 7 m 内，超过 63 m 没有检测到基因流。这些结果表明，栽培的 NWR 和自然林分之间花粉介导的基因流动的可能性仍然很低。我们还确定了雄性小花、衣领和秆颜色之间的密切联系。这项研究表明，WMF 性状是用于 NWR 花粉介导的基因流研究的优秀候选者。