东乡野生稻越冬耐寒性的遗传基础研究获得阶段性进展

2015-04-27 毛东海      】

  剖析野生稻种群适应当地生态环境的机制将有利于培育出耐气候逆境的水稻品种。东乡野生稻是迄今为止生长纬度最北的野生稻,具有很强的耐寒性,能越冬再生。然而,迄今为止,我们依然不清楚它是如何进化出对寒冷环境的适应性,这限制了东乡野生稻在耐冷水稻分子育种中的利用。

  为此,陈彩艳研究员领衔的研究团队结合数量性状遗传位点(QTL)作图和进化分析剖析东乡野生稻耐寒性的遗传机制。通过在两个东乡野生稻遗传群体中分别进行高通量SNP的区间作图和单标记分析,证实在东乡野生稻中至少存在13个QTL位点同时控制耐冷性。利用与耐冷QTL连锁的分子标记以及全基因组均匀分布的分子标记对多个野生稻和栽培稻进行进化分析,确定东乡野生稻与其他耐寒性强的野生稻与较耐低温的粳稻亚种具有较近的遗传距离,属于Or-III类野生稻;而耐寒性弱的野生稻与低温敏感的籼稻亚种有较近的遗传距离,属于Or-I类野生稻。此外,东野1号是利用东乡野生稻与栽培稻杂交选育出的第一个耐寒品种。通过对其进行全基因组的基因型鉴定,确定在东野1号种富集了多个东乡野生稻的耐寒位点,这证实了这些耐寒QTL的应用价值。因此,本研究全面阐述清楚东乡野生稻对高纬度地区低温环境适应性的遗传本质,所发掘的耐寒QTL位点将有助于耐冷水稻的分子育种。

  上述成果以Multiple cold resistance loci confer the high cold tolerance adaptation of Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon) to its high-latitude habitat为题发表于国际期刊Theoretical Applied Genetics(Mao et al. 2015. doi:10.1007/s00122-015-2511-3)。该研究得到了国家自然科学基金青年项目资助并顺利结题。后续工作正以东乡野生稻的最为主效的耐冷QTL为研究重点,在国家自然科学基金面上项目的资助下,开展该基因的图位克隆与功能分析。

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