控制水稻种子耐盐萌发的主效QTLqGR-2精细定位与克隆

种子是农业生产最重要的基本生产资料，农业生产最大威胁就是播下的种子没有发芽力。逆境胁迫下种子萌发的遗传机理是种子学研究的一个重要内容，目前有关水稻耐盐萌发基因的克隆尚未见报道。太湖流域粳稻地方品种是我国特有的种质资源，前期从中首次发掘得到强耐盐粳稻地方品种韭菜青；通过与盐敏感品种IR26杂交，构建重组自交系群体，检测到一个新的控制盐胁迫下种子发芽率性状的主效QTL（qGR-2），贡献率达46.6%，来源于韭菜青增效等位基因能提高发芽率10%。本研究拟在前期工作的基础上，进一步利用已构建的F2大群体、回交群体，开发特异性分子标记，对该基因进行精细定位，确定侯选基因；通过遗传互补和RNA干扰等试验验证基因，进一步确定目标基因；利用各种分子生物学实验手段开展基因功能研究。通过以上研究，有望揭示水稻种子耐盐萌发的分子机理，为水稻耐盐育种提供基础。

逆境胁迫下种子萌发的遗传机理是种子学研究的一个重要内容，目前有关水稻耐盐萌发基因的克隆尚未见报道。本研究完成了对盐溶液浓度及体积对水稻种子萌发影响研究，通过实验进一步优化并建立了水稻种子耐盐萌发的鉴定标准体系，确保了基因精细定位表型鉴定结果的可靠性。利用回交群体和近等基因系，在目标区域开发新的分子标记，完成了一个新的控制盐胁迫下种子发芽率的主效QTL qGR-2的精细定位，并将目标区域定位在水稻第2染色体上一个较小的64 kb物理区间内。在精细定位区间内，根据基因组数据库、EST信息预测目标基因，预测到14个侯选基因。利用PCR方法克隆候选基因，通过比较候选基因在盐胁迫下的双亲间表达差异，对比双亲序列，筛选到候选基因LOC_Os02g35560.1在亲本间存在序列差异和基因表达差异。对该基因进一步进行转基因功能验证，通过生物信息学分析推测该基因有可能参与植物生殖生长。以耐盐品种韭菜青为材料，利用蛋白组学鉴定获得了19个种子耐盐萌发关键基因，进一步结合qGR-2基因研究探讨了水稻种子耐盐萌发的分子机理。通过以上研究，成功申报基因专利1项，发表论文8篇，其中SCI论文7篇，培养研究生5名。研究成果有助于揭示水稻种子耐盐萌发的分子机理，为水稻耐盐育种提供基础。