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水稻产量基因qGWP9的功能和分子机制研究
结题报告
批准号:
31271700
项目类别:
面上项目
资助金额:
87.0 万元
负责人:
郭龙彪
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘坚、李黎红、李赓觅、彭友林、叶卫军
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中文摘要
优异基因资源的发掘是实现产量突破的基础,而产量是一个由穗数、每穗粒数和粒重产量三因子共同作用的复杂数量性状。本申请利用高产杂交稻两优培九群体中已精细定位和分离的qGWP9单株重- - 产量基因,测序发现93-11在该基因的第三个外显子缺失了13 bp的核苷酸,而培矮64s未缺失,从而获得了目标基因的候选基因,目的基因编码一含135个氨基酸的蛋白,与细胞分裂有关。我们将通过全长cDNA的扩增及对不同区段功能的研究,明确qGWP9基因结构;构建功能互补、干涉等载体研究该基因的功能;构建GUS、GFP载体,进行qGWP9组织特异性表达分析及亚细胞定位观察;并初步分析qGWP9基因与其他产量基因IPA1、Gn1、DEP1和GW2的作用关系,剖析在穗和籽粒发育中的分子调控网络体系,为明确其对水稻产量形成的分子机制提供理论支撑。
英文摘要
Identification of excellent genetic resources is the basis of yield breakthrough in rice. Grain yield in rice is a complex quantitative trait multiplicatively determined by its three component: number of panicles, number of grains per panicle, and grain weight. The yield gene qGWP9 (grain weight per plant) that was fine-mapped and isolated from the population of the high-yielding hybrid rice, Liangyoupeijiu, was used in this study. Sequencing showed the third exon of the qGWP9 gene was deletion of 13 bp nucleotides in 93-11, and that of Peiai 64s was not missing. So we obtained the candidate gene of the target gene, encoding a containing 135 amino acid protein related to cell division. By amplification of the full-length cDNA and research of function of different segments, to clear qGWP9 gene structure; to construct vectors of functional complementation and interference for understanding of the gene function; to build the GUS and GFP vectors to conduct tissue-specific expression analysis and observation of subcellular localization of qGWP9; to analyze the relationship between the gene qGWP9 and other yield genes IPA1, Gn1, DEP1 and GW2; to dissect the network system of the molecular regulation of network system in panicle and grain development, which is beneficial to providing a theoretical support for clarification of the molecular mechanism of high yield in rice.
该项目利用迟抽穗高产突变体GHD10(qGWP9),遗传分析发现该突变表型受隐性单基因控制。我们利用图位克隆法克隆了qGWP9,该基因编码一个Cys-2/His-2 锌指结构转录因子,为核定位蛋白,主要在叶片和穗表达。通过调节成花诱导途径基因的表达,调控株高和穗部发育,以及粒重和产量。细胞水平分析发现qGWP9促进细胞分裂、使得稻穗变密、枝梗数增加和每穗粒数增多,从而促进水稻增产。再利用我国的稻种资源,发掘了3个qGWP9等位基因qGWP9-1(GHD10)、qGWP9-2和qGWP9-3。来自qGWP9-2显性等位基因可使两优培九亲本9311增加20%以上的千粒重和10%以上的产量。基因的调控网络还在进一步研究。还利用多个产量基因(GHD10-GS2-DEP1-IPA1)聚合研究,分析了基因聚合效应,并设计了高产基因的聚合育种模型。还在杭州举办了小型国际学术会议。在《Rice》和《National Sci. Review》等期刊发表论文8篇,授权专利1项,培养博士生3名,硕士生3名。
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:10.1016/j.gene.2014.11.025
发表时间:2015-01
期刊:Gene
影响因子:3.5
作者:Jie Xu;Chaolei Liu;Meiru Li;Jiang Hu;Li Zhu;D. Zeng;Yaolong Yang;Youlin Peng;Ban-pu Ruan;Longbiao Guo;Hongqing Li
通讯作者:Jie Xu;Chaolei Liu;Meiru Li;Jiang Hu;Li Zhu;D. Zeng;Yaolong Yang;Youlin Peng;Ban-pu Ruan;Longbiao Guo;Hongqing Li
DOI:--
发表时间:2016
期刊:National Science Review
影响因子:20.6
作者:Qian, Qian;Guo, Longbiao;Smith, Steven M.;Li, Jiayang;
通讯作者:
Molecular Improvement of Grain Weight and Yield in Rice by Using GW6 Gene
利用GW6基因对水稻粒重和产量进行分子改良
DOI:10.1016/s1672-6308(13)60175-4
发表时间:2014-05
期刊:Rice Science
影响因子:4.8
作者:WU Li-wen;HU Jiang;YE Guo-you;GUO Long-biao
通讯作者:GUO Long-biao
White stripe leaf 12 (WSL12), encoding a nucleoside diphosphate kinase 2 (OsNDPK2), regulates chloroplast development and abiotic stress response in rice (Oryza sativa L.).
白条纹叶 12 (WSL12) 编码核苷二磷酸激酶 2 (OsNDPK2),调节水稻 (Oryza sativa L.) 的叶绿体发育和非生物胁迫反应
DOI:10.1007/s11032-016-0479-6
发表时间:2016
期刊:Molecular breeding : new strategies in plant improvement
影响因子:--
作者:Ye W;Hu S;Wu L;Ge C;Cui Y;Chen P;Wang X;Xu J;Ren D;Dong G;Qian Q;Guo L
通讯作者:Guo L
A point mutation in the zinc finger motif of RID1/EHD2/OsID1 protein leads to outstanding yield-related traits in japonica rice variety Wuyunjing 7.
RID1/EHD2/OsID1蛋白锌指基序的点突变导致粳稻品种乌云粳7号表现出优异的产量相关性状
DOI:10.1186/1939-8433-6-24
发表时间:2013-10-18
期刊:Rice (New York, N.Y.)
影响因子:--
作者:Hu S;Dong G;Xu J;Su Y;Shi Z;Ye W;Li Y;Li G;Zhang B;Hu J;Qian Q;Zeng D;Guo L
通讯作者:Guo L
新水稻耐盐QTL/基因的利用和分子作用机制研究
  • 批准号:
    32261143470
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    200.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
水稻株型增变基因TR1的分子调控机制及其育种利用研究
  • 批准号:
    31771887
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
水稻单株产量基因的精细定位和分子机理研究
  • 批准号:
    30871513
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
水稻粒重基因gw6的克隆和利用研究
  • 批准号:
    30771317
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
水稻酚反应控制基因(PHR1)的图位克隆研究
  • 批准号:
    30470931
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
水稻氮高效条件基因的发掘和定位研究
  • 批准号:
    30270808
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    郭龙彪
  • 依托单位:
国内基金
海外基金