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水稻籼粳杂种花粉不育基因Se的克隆和分子机理研究
结题报告
批准号:
31571483
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘自强
依托单位:
学科分类:
C1205.组织器官稳态维持与再生修复
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱海涛、冯发强、代资举、孙康、梁嘉燕、陈红、何润铭
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中文摘要
水稻籼粳亚种间具有强大的杂种优势,但是杂种不育限制了亚种间杂种优势的有效利用。我们前期对水稻杂种花粉不育基因Se进行了精细定位,将其限定在水稻第12染色体13.1 kb的物理距离内,通过序列测定发现定位亲本T65在此区域内注释包含2个候选基因,而定位亲本E9在该区域内注释包含4个候选基因。在此基础上,本项目拟通过定量检测、互补转化和蛋白互作研究验证候选基因,明确水稻杂种花粉不育基因Se,通过亚细胞定位、细胞学观察、表达谱研究、互作关系验证和等位基因分析等手段阐明杂种花粉不育基因Se的分子作用机理和进化机制,为其它水稻杂种不育基因的克隆、栽培稻籼粳亚种的分化研究、克服亚种间的生殖隔离和杂种优势的有效利用提供理论指导。
英文摘要
F1 hybrid sterility including embryo-sac abortion and pollen sterility frequently occurs in the crosses between subspecies of indica and japonica varieties of rice (Oryza sativa L.), which hinders the transferring of useful genes between the two subspecies, and is a major obstacle for the utilization of the strong heteosis exhibited in the hybrids. Using a japonica variety Taichung 65 (T65) and its near-isogenic line E9, a major locus conferring hybrid male sterility, Se, was identified on chromosome 12 between molecular marker IND9 and LM48 with 0.3 cM and 0.2 cM genetic distance, respectively. High-resolution mapping of 7,274 F3 plants of the T65×E9 cross delimited the Se locus to a 13.1 kb region containing two predicted genes in T65 genome, while the target region in E9 genome contains four predicted gene inside. In this proposed project, we proposed to clone Se by quantitative expression analysis, complementation transformation analysis and protein interaction analysis of the six candidate genes. Furthermore, we proposed to molecularly characterize the function and evolution of Se through a combination of different ways, including subcellular locatization analysis, cytological investigation, RNA-Seq analysis, interaction analysis between Se and other F1 hybrid male sterility genes, allelic variation and molecular evolution analysis. Information and knowledge generated from the proposed project will assist the clarification of the mechanism controling hybrid male sterility and indica-japonica differentiation in rice, and facilitate overcoming reproductive isolation and utilizating strong inter-subspecific heterosis in hybrid rice breeding.
水稻籼粳亚种间具有强大的杂种优势,但是杂种不育限制了亚种间杂种优势的有效利用。本项目通过对水稻杂种花粉不育基因Se进行了精细定位,将其限定在水稻第12染色体13.1 kb的物理距离内,通过序列测定发现定位亲本T65在此区域内注释包含2个候选基因,而定位亲本E9在该区域内注释包含5个候选基因,进一步通过互补转化、基因编辑、细胞学观察和表达谱研究等手段验证候选基因功能,我们提出了Se调控水稻籼粳杂种花粉不育分子机制的初步模型,包含毒蛋白基因和解毒蛋白基因间的互作导致Se来源于T65的花粉败育,而Se来源于E9的花粉可育。本项目研究及后续Se分子作用机制进一步的完善将为其它水稻杂种不育基因的克隆、栽培稻籼粳亚种的分化研究、克服亚种间的生殖隔离和杂种优势的有效利用提供了理论指导。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2018
期刊:中国科技论文在线精品论文
影响因子:--
作者:王嫚;赵苑秀;刘自强
通讯作者:刘自强
DOI:10.1186/s12284-019-0271-4
发表时间:2019-02-28
期刊:RICE
影响因子:5.5
作者:Fang, Chaowei;Li, Le;Liu, Ziqiang
通讯作者:Liu, Ziqiang
Genetic characterization of the chromosome single-segment substitution lines of O. glumaepatula and O. barthii and identification of QTLs for yield-related traits
O. glumaepatula 和 O. barthii 染色体单片段替换系的遗传特征及产量相关性状 QTL 的鉴定
DOI:10.1007/s11032-019-0960-0
发表时间:2019-04
期刊:Molecular Breeding
影响因子:3.1
作者:Hanwei Zhao;Lingling Sun;Tianyi Xiong;Zhangqiang Wang;Yu Liao;Tuo Zou;Mingmin Zheng;Zhe Zhang;Xiaoping Pan;Ning He;Guiquan Zhang;Haitao Zhu;Ziqiang Liu;Ping He;Xuelin Fu
通讯作者:Xuelin Fu
DOI:--
发表时间:2019
期刊:遗传
影响因子:--
作者:刘自强;赵苑秀;傅雪琳;李楠
通讯作者:李楠
DOI:--
发表时间:2018
期刊:中国科技论文在线
影响因子:--
作者:王嫚;唐文武;刘自强
通讯作者:刘自强
BR生物合成途径新基因SD12调控水稻株高的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    刘自强
  • 依托单位:
杂种雄性不育基因座S23调控水稻环境敏感型雄性不育的分子机理研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘自强
  • 依托单位:
水稻抽穗期新基因LHD4的图位克隆和功能鉴定
  • 批准号:
    31200905
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘自强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金