水稻抗倒伏直立新株型EPT1基因的克隆与育种应用

批准号:
31201194
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
胡江
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
方云霞、李黎红、董国军、颜美仙、彭友林、石珍源
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中文摘要
水稻株型改良一直被认为是一个提高粮食产量的有效途径,当前我国超级稻育种就是以"株型形态与生理机能相结合,理想株型和杂种优势相结合"为指导思想,因此对水稻株型调控基因的克隆和功能研究将有助了解水稻株型形成的分子机制。本研究利用9311 EMS诱变获得了一个抗倒直立株型隐性突变体ept1,通过其与日本晴的回交BC2F2群体,已经将该基因定位在了195kb的区间内,我们将继续利用构建好的BC3F2大群体,开展EPT1的精细定位,并最终克隆该基因。同时拟通过构建不同的功能和表达载体及与其它株型控制基因构建双突变,对EPT1进行功能研究。并利用EMS回复诱变寻找抑制基因,同时开展基因芯片、酵母双杂交对上下游基因和互作蛋白进行筛选、验证和分析。初步探明EPT1基因在水稻植株形态建成的遗传机制及分子调控机理,为分子设计育种,创建水稻抗倒伏新种质打下基础。
英文摘要
Rice plant type improvement has been considered to be an effective way to increasing food production. plant type combining with physiological function and ideal plant with heterosis is the guiding ideology in china super rice breeding. So the cloning and functional studies of rice plant type genes will facilitate to understand the molecular mechanism of rice plant type development. In this study, the 9311 lodging resistance recessive mutant ept1 with the erect plant type had been obtained from EMS treated. By the backcross BC2F2 population with Nipponbare, the gene was final mapped to an interval of 195kb. We will furter fine mapping and cloning the gene with a larger BC3F2 population. The EPT1 functional studies will be carry out by constructing different functions and expression vector and through the double mutant analyzing with other plant type gene. We will also start EMS recovery mutagenesis, gene chip and yeast two-hybrid system to finding, verifying and anlyzing of these suppressor gene, downstream gene and interacting proteins of EPT1, which will preliminarily ascertain the genetic and molecular mechanism of the EPT1 gene, provide theoretical basis for molecular design breeding and germplasm innovation of lodging resistance..
抗倒伏是水稻理想株型的重要组成部分,也是保障水稻稳产和高产的重要农艺性状。本项目的研究材料抗倒直立株型突变体ept1整体表现为叶片挺直宽大、植株稍矮、茎杆粗壮、直立密穗,我们在前期195kb定位的基础上,利用图位克隆、分子克隆和转基因技术克隆了EPT1基因,该基因包含6个外显子,编码一个推定的泛素化蛋白酶outbain1。通过组织解剖学我们发现,ept1主要是通过增加茎秆的细胞层数和减少细胞大小来增加抗倒伏能力的。EPT1在根、茎、叶和花中均有表达,其中在幼叶和穗中表达量最高,这与ept1的直立株型能够相互对应,即EPT1突变后影响了细胞的形态和结构发育,从而造成直立叶和直立穗表型。通过EPT1与GFP的瞬时融合表达载体转入水稻原生质体后,发现EPT1主要定位在线粒体中,而线粒体的主要作用是为细胞新陈代谢提供能量,这充分表明了EPT1是通过泛素化来控制细胞周期、增殖和衰亡的。而基因芯片的分析结果发现,表达差异主要集中在生物合成、次生代谢、信号转导、内源和外源刺激、生物与非生物刺激、纤维素组份、脂类代谢和花发育上,表明EPT1主要是通过影响这些生物学功能来调控水稻株型发育的。本研究结果为进一步研究EPT1在构建理想株型上提供了遗传学和细胞学证据,为培育抗倒水稻新品种提供了育种材料和理论基础。
期刊论文列表
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Identification and characterization of Mini1, a gene regulating rice shoot development
水稻芽发育调控基因 Mini1 的鉴定和表征
DOI:10.1111/jipb.12230
发表时间:2015-02-01
期刊:JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY
影响因子:11.4
作者:Fang, Yunxia;Hu, Jiang;Qian, Qian
通讯作者:Qian, Qian
DOI:10.1007/s11434-015-0798-8
发表时间:2015-05-01
期刊:SCIENCE BULLETIN
影响因子:18.9
作者:Shi, Zhenyuan;Rao, Yuchun;Qian, Qian
通讯作者:Qian, Qian
DOI:--
发表时间:2015
期刊:中国水稻科学
影响因子:--
作者:张光恒;郭龙彪;胡江;钱前
通讯作者:钱前
DOI:10.1007/s11434-015-0981-y
发表时间:2016-12
期刊:Science Bulletin
影响因子:18.9
作者:Haiping Yu;Deyong Ren;Yangzhou Zhu;Jiangmin Xu;Yuexing Wang;Ruifang Liu;Yunxia Fang;Zhenyuan Shi;Jiangjie Pan;Meiqin Lu;B. Ma;Jiang Hu;Yuchun Rao
通讯作者:Haiping Yu;Deyong Ren;Yangzhou Zhu;Jiangmin Xu;Yuexing Wang;Ruifang Liu;Yunxia Fang;Zhenyuan Shi;Jiangjie Pan;Meiqin Lu;B. Ma;Jiang Hu;Yuchun Rao
A Rare Allele of GS2 Enhances Grain Size and Grain Yield in Rice
GS2 的罕见等位基因可提高水稻的籽粒大小和产量。
DOI:10.1016/j.molp.2015.07.002
发表时间:2015-10-05
期刊:MOLECULAR PLANT
影响因子:27.5
作者:Hu, Jiang;Wang, Yuexing;Qian, Qian
通讯作者:Qian, Qian
LBG1与OsMAPK6互作调控粒长发育的分子机制与育种利用研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2022
- 负责人:胡江
- 依托单位:
RG5调控水稻籽粒大小的分子机理及育种利用
- 批准号:31871594
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:胡江
- 依托单位:
DGS1调控水稻粒型的分子机制研究
- 批准号:LR19C130001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:胡江
- 依托单位:
水稻粒形基因GS9的分子调控机制及其育种利用研究
- 批准号:31671666
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:胡江
- 依托单位:
一个新水稻反卷大叶角基因的克隆与分子调控机理研究
- 批准号:30870145
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:胡江
- 依托单位:
国内基金
海外基金
