《水稻粒長QTL qGL3.2的克隆及其功能研究》是王建飛為項目負責人，南京農業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻粒長QTL qGL3.2的克隆及其功能研究
- 項目類別 ：面上項目
- 依託單位 ：南京農業大學
- 項目負責人：王建飛
科研成果,結題摘要,
科研成果
序號 | 標題 | 類型 | 作者 |
|---|---|---|---|
1 | 一種生物樣本研磨器 | 專利 | 張曉軍，王建飛，張紅生等 |
2 | 一種控制水稻籽粒粒長和粒重的半顯性基因qGL3的克隆與套用 | 專利 | 張紅生; 張曉軍; 藍虹霞; 王建飛; 王才林; 唐海娟 |
3 | Rare allele of OsPPKL1 associated with grain length causes extra-large grain and a significant yield increase in rice | 期刊論文 | Zhang, Hongsheng|Wang, Jianfei|Huang, Ji|Lan, Hongxia|Wang, Cailin|Yin, Congfei|Wu, Yunyu|Tang, Haijuan|Qian, Qian| |
4 | 水稻籽粒長度主效QTL位點的分子標記方法 | 專利 | 王建飛，張曉軍，張紅生等 |
5 | 一種控制水稻籽粒粒長和粒重的半顯性基因qGL3的克隆與套用（PCT國際專利申請） | 專利 | 張紅生，張曉軍，王建飛; 王才林 |
結題摘要
籽粒是水稻重要產量構成因素，其形狀又影響外觀品質，因而水稻粒形與粒重研究具有重要理論和實踐意義。大粒粳稻N411含有多個粒重增效位點，其中第3染色體qGL3.2（後定名為qGL3）同時控制粒長、粒寬、粒重和穗長等性狀。利用93-11為背景的回交後代分離家系將qGL3定位在InDel標記XJ39與XJ26之間的46.6kb 區間內。 目的區間預測有5個ORFs，其中LOC_Os03g44500是唯一在親本間存在差異ORF，它編碼一個包含兩個Kelch結構域的絲氨酸/蘇氨酸磷酸（酯）酶（OsPPKL1）。OsPPKL1N411的cDNA 序列有4處單核苷酸變異。SNP1是C轉變為 A，導致編碼蛋白364位的天冬氨酸轉變成了谷氨酸；SNP2是C轉變成T，導致499位組氨酸轉變成了酪氨酸；另兩處SNPs 均為同義突變。OsPPKL1N411的突變位點SNP1發生在第二個Kelch結構域的一個保守的AVLDT區域，突變位點SNP2位於一個非完全保守區域。在核心種質分析qGL3基因序列，鑑定出25個多態性位點。只有突變SNP1與粒長具有顯著關聯，為一個稀有變異。 OsPPKL1在幼穗中表達隨著發育進程而逐漸增加，OsPPKL1啟動子GUS活性分析結果相似。OsPPKL1定位於細胞質和細胞核中，OsPPKL1N411的突變並沒有改變其亞細胞定位。轉基因過表達OsPPKL193-11引起中花11籽粒變短，而過表達OsPPKL1N411沒有引起籽粒變化，說明OsPPKL193-11具有負調控功能。T-DNA插入突變體osppkl1籽粒變長。OsPPKL193-11的Kelch功能域過表達轉基因引起籽粒變短，而過表達PP2A結構域不會引起籽粒變化，說明Kelch是負調控功能的關鍵結構域。qgl3與gs3存在部分加性效應。qGL3和GS3調控的基因既有獨立的又有部分重疊的。qgl3加快穎殼細胞的縱向分裂速度而引起籽粒變長、增加穗長、加快子房伸長和加速籽粒灌漿。93-11 NIL-qgl3及其配置的兩系雜交稻均能顯著增產。 水稻中OsPPKL1存在兩個同源基因。OsPPKL3定位於細胞質和細胞核，過表達引起水稻籽粒變短，敲除突變形成較長的籽粒，也是一個負調控的功能基因；而OsPPKL2位於胞質中，過表達反而引起籽粒變長，敲除突變使籽粒變短，因此OsPPKL2在籽粒發育中發揮正調控的功能。
