《一個具有育種潛力的水稻株高QTL qPH6的遺傳解析和功能研究》是依託揚州大學，由梁國華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一個具有育種潛力的水稻株高QTL qPH6的遺傳解析和功能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：梁國華
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
理想株型培育是水稻品種高產育種的基礎。株高是株型最重要的因子之一。目前秈稻矮稈基因主要是sd1，粳稻主要利用的是數量性狀位點(QTL)。sd1的過度利用潛伏著由遺傳單一而帶來的風險，而控制株高的QTL研究尚不夠深入。因此，挖掘具有重要利用價值的株高基因特別是QTL顯得十分迫切。本課題組在以前的研究中從粳稻骨幹親本Balilla中鑑定出一個新的水稻株高QTLqPH6，不具育種負效應，具有重要的育種價值。本項目擬在精細定位和確定候選基因的基礎上，利用互補試驗進行候選基因的驗證；構建過表達株系和RNAi株系，研究qPH6的生物學功能；通過轉錄組學和蛋白質組學，揭示qPH6調控水稻株高的分子機理和遺傳調控網路；利用近等基因系明確該基因對各農藝性狀的遺傳效應，評價其對水稻品種改良的價值；通過測序明確qPH6在不同水稻高產品種中的遺傳變異，為開展水稻株型的分子改良提供遺傳和資源信息。
結題摘要
在以前的研究中，從Balilla和Dular為親本的高世代回交導入群體中鑑定出一個新的水稻株高QTL qPH6。本項目將qPH6基因精細定位在BAC克隆AP003517上標記S6-334和S6-10之間41-Kb的物理距離內，共有3個開放閱讀框，分別是Os06g44010、Os06g44020和Os06g44030，分別編碼一個轉錄因子OsWRKY28、一個未知蛋白和一個WD40結構域的蛋白。通過互補試驗和RNAi分析，驗證了Os06g44030就是qPH6基因。與Dular相比，Balilla的qph6等位基因存在26個單核苷酸變異(SNPs)，其中SNP9和SNP10分別位於第4和第5外顯子，都造成了胺基酸變異，導致其功能改變。qPH6基因是組成型表達，在根、莖稈、葉、葉鞘、花、種子及幼穗中均有表達，其中莖稈和葉鞘中表達量最高。近等基因系表型分析表明，qph6可顯著降低株高，但對單株產量沒有明顯影響。qPH6近等基因系NIL(qPH6)表現為ABA不敏感，而NIL(qph6)對ABA較敏感。但ABA處理qPH6基因的RNAi株系，發現ABA處理後其發芽率與野生型無顯著差異，結果表明qPH6基因只對水稻株高有影響，而對ABA敏感性無影響，株高和ABA敏感性是由兩個不同基因控制的。在精細定位區間，還有一個WRKY轉錄因子基因OsWRKY28，包含了3個外顯子和2個內含子，編碼337個胺基酸。通過測序比對發現，Balilla和Dular編碼的胺基酸並沒有差異，而在啟動子區存在8個SNPs和1個InDel，這些差異可能會影響OsWRKY28的轉錄，進而影響NIL (qPH6)和NIL (qph6)對ABA處理的敏感性。RNAi實驗證明，降低OsWRKY28基因的表達，發現植株對ABA和SA的敏感性提高，而互補和過表達則降低了植株對ABA和SA的敏感性。結果表明OsWRKY28負調控ABA和SA的敏感性。綜合以上結果，我們成功克隆了控制水稻株高的基因qPH6，來源於Balilla的qph6可顯著降低株高，但對單株產量沒有明顯影響，在水稻抗倒伏育種中有潛在的育種價值。而同樣位於候選基因區段內的另一個基因OsWRKY28對株高沒有影響，但其等位變異是造成近等基因系對ABA敏感性的原因。
