1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
意义:水稻是一种喜温作物,对温度非常敏感,年播种面积超过1.5亿公顷。尽管全球气候日趋变暖,但稻作冷害仍然是高海拔和高纬度稻区水稻生产中的主要限制因子之一,这是一个世界性问题。水稻冷害直接严重威胁着国内国外的种植地,国内主要是生产稻谷的华北、东北、西北、长江中下游、西南和华南地区都有不同程度的低温危害,国外冷害主要出现在日本东北部及北海道、菲律宾北部、印度北部山区、尼泊尔、美国加利福尼亚州等[2]。全球每年约有1,500万公顷的水稻受到低温冷害的胁迫。因此解决水稻冷害能提高水稻产量和减少水稻因冷害造成的病害问题。
研究概况:不同水稻品种的孕穗期耐冷性遗传也有非常广泛的变异,总体上,粳亚种耐冷性较籼亚种强。大量的研究表明耐冷性在F2和F3世代的狭义遗传率较高,特殊配合力、一般配合力、受控的基因对数及其基因效应因不同品种存在明显差异[18]。关于水稻孕穗期耐冷QTLs的定位,主要以Silewah、Koshihikari、昆明小白谷、丽江新团黑谷和Norin-PL8等高海拔或高纬度耐冷粳稻品种为供体,采用重组自交系(RIL)、近等基因系(NIL)、双单倍体(DH)等群体,在水稻12条染色体上均检测和定位到与孕穗期耐冷性相关的QTLs,一共有80多个QTL[19]。目前,水稻孕穗期耐冷性QTLqCTB7,被精细定位在第7染色体长臂上,位于分子标记RI02905和RM21862之间92kb,存在于BAC克隆AP003804内[20]。被Saito等克隆的QTL位点Ctb1,包含有2个基因分别编码F-box蛋白和Ser/Thr蛋白激活酶,转基因表达分析,F-box蛋白通过增加花药长度提高结实率,促进其耐冷性,Ser/Thr蛋白激酶在叶片和幼穗中表达[21]。总之,单个的QTL解释表型变异并不太大,被精细定位和克隆的孕穗期耐冷基因甚少,难以满足水稻生产需求。近年来随着分子生物学的发展,水稻耐冷性QTLs(quantitativetraitloci)分析有了较大进展,成为耐冷性基因定位的主要方法。目前,已发现了80多个与水稻孕穗期耐冷性相关的QTLs,定位结果均表明水稻孕穗期耐冷性受多基因控制。
应用前景:水稻冷害在全世界普遍存在,研究起步晚,取得的研究成果不多,具有很大的研究空间。近年来,现代生物技术的发展,为水稻耐冷性的深入研究提供了技术支撑。加强籼粳交后代耐冷性、杂种一代种耐冷性与恢复系和不育系的关系、耐冷性配合力、杂交稻耐冷指标等遗传研究,可为耐冷籼粳交水稻育种提供可靠的理论依据。挖掘耐冷资源可使水稻耐冷性育种取得突破性进展。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:(1)对水稻第10号染色体孕穗期耐冷性状分子定位
(2)对水稻其他孕穗期冷性状的分子定位
研究内容:(1)查阅书籍文献,熟悉相关研究内容
3. 研究的方法与方案
(1)技术路线
4. 研究创新点
特色:(1)对第10号染色体上孕穗期耐冷性相关基因进行了一次较以前更为详细精确的定位。
(2)因耐冷定位易受外部和自身因素影响,孕穗期耐冷性QTL定位的结果差异较大。因此,本研究将同步进行其它染色体的孕穗期耐冷性状的分子定位研究。将这方面空白进行弥补。
5. 研究计划与进展
2014.72014.10
(1)采集叶片,提取DNA,构建连锁图谱
(2)考种并整理表型数据;
