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项目简介:    本研究属于作物分子生物学和遗传育种学领域的应用基础研究。

首次以籼粳杂交(窄叶青8号/京系17)F1和(杂交稻籼型恢复系圭630/粳型广亲和系02428)F1的两个DH群体为基础,利用RFLP、RAPD和SSR等标记构建了两张分子连锁图谱,分别覆盖水稻基因组1962和2000cM,并用染色体端粒相关的DNA序列将连锁群向端粒延伸。

以上述图谱为基础,率先对水稻光合作用相关性状、抗逆和抗病、再生力、株高构成与抗倒性、籼粳交育性生殖障碍、籽粒灌浆充实和耐储性、恢复基因、花药培养力等性状相关的QTL进行遗传分析和定位研究。通过不同生境的比较定位,系统地研究了控制米质和农艺性状的QTL,QTL与环境的互作,确定了一些与稻米品质和农艺性状相关的主效QTL,这对QTL的精细定位、克隆和分子标记辅助选择提高产量和改良米质具有重要意义。

发现、定名并定位了一批控制重要性状的新基因20余个,为进一步克隆相关基因、研究其功能奠定了基础。

通过图位克隆法分离了抗稻瘟病基因Pi-d2和多蘖矮杆基因HTD1,明确了稻瘟病抗病机理和水稻形态建成的一些机制,有助于解决稻瘟病的抗性和超级稻新株型的分子设计,进一步提高水稻产量和抗性。

利用分子标记对首次发现的水稻早代稳定材料进行了相关研究,获得了与早代稳定现象相关的分子标记,并建立了高效、多个优良基因聚合的分子育种新体系,选育了一批高产、优质、抗病杂交稻新组合,推广368万亩,创社会经济效益80504万元。

同行专家评议:该成果是基础与应用研究紧密结合、多单位长期合作、协同攻关的成功范例,丰富了水稻遗传学理论,获得了一批优良基因资源,为水稻基因克隆、解析水稻基因组奠定了基础;建立了高效分子育种技术体系,提高了杂交稻育种效率和技术水平,为继续保持我国杂交稻育种技术的领先水平提供了技术和物质基础。

该研究在国内外发表论文188篇,其中SCI收录54篇,34篇被SCI引用287次,134篇被CSCD收录,88篇在CSCD中被引用528次。

主要发现点:  (1) 首次以籼粳杂交(窄叶青8号/京系17)F1和(圭630/02428)F1的两个DH群体为基础,利用RFLP、RAPD和SSR等标记构建了两张分子遗传图谱,分别覆盖水稻基因组1962cM和2000cM。

(学科分类:农业生物学,论文1,2,3,4,5,6)

(2) 通过不同生态环境的比较定位,系统研究了控制稻米品质和农艺性状的QTLs,QTL与环境的互作,确定了一批与稻米品质和农艺性状相关的主效QTL位点。(学科分类:农业生物学,论文2,3)

(3) 定位了水稻光合作用相关性状、耐盐和耐冷、再生力、籼粳交生殖障碍、籽粒灌浆充实、恢复基因、花药培养力、蛋白质和脂肪含量等性状相关的QTL位点。(学科分类:农业生物学,论文4,5,6)

(4) 发现、命名和定位了一批控制重要性状的新基因,包括抗稻瘟病基因Pi-d1和Pi-d2、控制生育期的早熟显性基因Ef -cd(t)和迟熟隐性基因lf-3(t)、温敏显性核不育基因TMS、无花粉隐性核不育和雌不育基因、寡分蘖基因ft1、小粒矮杆基因d162(t)、矮杆多分蘖基因htd1、稀穗基因lax等。(学科分类:农业生物学,论文7,9,10)

(5) 采用图位克隆法分离克隆了广谱抗稻瘟病新基因Pi-d2,编码的蛋白质其氨基末端是一个包含17个氨基酸的信号肽的信号识别区,羧基末端为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性区,中间为疏水的跨膜结构,在水稻根、径和叶中均为组成型表达。(学科分类:农业生物学,论文9)

(6) 水稻分蘖和株高是重要的农艺性状,分蘖数是产量形成关键性状之一。来源于水稻育种中的自然突变体Htd1表现为分蘖增加、株高降低。采用定位克隆的方式克隆了HTD1,该基因位于第4染色体,编码609个氨基酸,属于CCD蛋白质家族,与拟南芥MAX3基因同源,该基因在微管束组织中的表达量最大。研究表明水稻分蘖芽生长的控制机制与双子叶植物侧芽生长的控制机制相似。(学科分类:农业生物学,论文10)

主要完成人:  1.   朱立煌

项目负责人,提供学术指导并参加本项目的各项研究工作。对每个发现点都有突出贡献。参与工作量的70%。支持论文1-10。

2.   李仕贵

基因定位和克隆以及分子育种,对发现点的2,4,5有突出贡献,参与工作的50%。支持论文3和9。

3.   钱前

在本项目中主要负责水稻突变体的筛选、遗传分析、定位群体构建、育种材料培育等。对发现点2,3和4有突出贡献,工作量达到50%。支持论文2和6。

4.   翟文学

基因定位和克隆,对发现点4,5,6有突出贡献,参与工作量50%,支持论文8-10。

10篇代表性论文:  1.   Direct PCR-based genetic mapping of rice telomeric repeat associated sequences./ GENOME

2.   Comparative mapping of QTLs for agronomic traits of rice across environments using a doubled haploid population./THEORETICAL AND APPLIED GENETICS

3.   Genetic analysis of rice grain quality, /THEORETICAL AND APPLIED GENETICS

4.   Analysis of quantitative trait loci which contribute to anther culturability in rice (Oryza sativa L.) / MOLECULAR BREEDING

5.   Mapping QTLs for defective female gametophyte development in an inter-subspecific cross in Oryza sativa L./ THEORETICAL AND APPLIED GENETICS

6.   Genetic analysis of morphological index and its related taxonomic traits for classification of indica/japonica rice, /SCIENCE IN CHINA SERIES C-LIFE SCIENCES

7.   Identification and fine mapping of a mutant gene for palealess spikelet in rice, /PLANTA

文章录入:zgkjcx    责任编辑:zgkjcx 
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