野生稻种子萌发期高盐敏感QTL（qRGE4-2）的精细定位和克隆

Soil salinity is a severe problem that has negative effects on crop production and ecological environment. Rice is a crop which is medium sensitive to salt,and the saline soil can cause significant yield reduction of rice. Therefore, it is an efficient way to improving the utility of the salinity soil by mapping and cloning salt tolerant genes and cultivating salt tolerant varieties. Using a set of introgression lines, derived from a cross between Yuanjiang common wild rice (O.rufipogon Griff.) and an Indica cultivar Teqing (Oryza sativa L.), we have identified a major quantitative trait locus, qRGE4-2, controlling high-salinity germinability in Yuanjiang common wild rice, and obtained a salt sensitive introgression line YIL3. The QTL has been located in 35kb region of chromosome 4 by the F2:3 population crossed between YIL3 and Teqing. In this sudy, we will fine-map the major gene from common wild rice, analyze its function and explore the possible signal transduction which the qRGE4-2 involved under salt stress. The results will be important to understand the mechanism of salt-tolerance of rice and to develop salt tolerant varieties.

土壤盐渍化是影响农业生产的重要问题，是影响作物高产、稳产和品质的主要限制因子之一。水稻属中等感盐作物，盐渍土导致显著减产。定位、克隆水稻耐盐基因，培育耐盐水稻品种是有效提高盐渍耕地利用率的最佳方案之一。申请者所在课题组利用以籼稻品种"特青"为背景的元江普通野生稻的渗入系，通过种子萌发期耐盐性鉴定，在第4染色体上定位了一个来自元江野生稻的盐敏感QTL（qRGE4-2）,筛选出一个盐敏感渗入系YIL3，并利用该渗入系与特青的回交群体，将qRGE4-2限定在一个约35kb的区间内。本项目将在此工作基础上，克隆来自元江普通野生稻的盐敏感QTL qRGE4-2并鉴定其生物学功能，探索基因在盐胁迫条件下可能参与的信号途径。研究结果不仅为揭示水稻耐盐遗传调控机理提供参考，而且为培育耐盐水稻新品种提供新的基因。

土壤盐渍化抑制农作物生长，降低其存活率、生物量和产量，是作物生产过程中常见的非生物胁迫之一。粮食作物中，水稻 (Oryza sativa L.) 对盐胁迫最敏感，尤其在萌发期和苗期，高盐胁迫将直接导致萌发率和出苗率降低。分离耐盐基因，研究水稻耐盐分子机制，对培育耐盐水稻新品种具有重要意义。本项目以籼稻品种特青为遗传背景的云南元江普通野生稻渗入系为研究材料，利用盐敏感渗入系YIL3与特青杂交构建的分离群体，将水稻萌发期耐盐相关QTL qRGE4-2精细定位于第4染色体标记CAP1与M5之间，其物理距离约为9kb。在该区间内仅有一个预测基因。遗传转化实验证明该基因过表达转基因株系萌发期耐盐性显著增强，具有调控水稻萌发期耐盐性的功能，因此确定该候选基因即RGE4-2。通过对转基因株系生理生化指标分析发现，RGE4-2具有多胺氧化酶活性，催化精胺转化为亚精胺，提高过氧化物质清除酶的活性，降低过氧化氢的积累，导致胚芽体内Na+含量的减少，进而保持体内离子平衡，有助于在盐胁迫条件下维持种子萌发和胚芽伸长的能力，表现出更强的耐盐性。该研究结果不仅为水稻萌发期耐盐分子机理的研究奠定了基础，而且为培育水稻耐盐新品种提供了参考。