一个新的水稻显性大粒基因的图位克隆、功能分析和育种利用

基本信息
批准号:31471474
项目类别:面上项目
资助金额:86.00
负责人:李平
学科分类:
依托单位:四川农业大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李双成,王世全,邓其明,刘怀年,谢开龙,邹挺,高烽焱,唐杨帆
关键词:
育种利用千粒重水稻功能分析基因克隆
结项摘要

Grain weight is one of the most important components of rice yield. To date, more than ten genes related to grain weight were cloned, which indicated the complexity of grain weight controlling. Furthermore, most grain weight related genes are functinal loss in their large-grain alleles, which restricts the immediate application on hybrid-rice breeding. We have previously identified a large-grain rice line with thousand kernel weight of 64g, and proved the large grain trait was controlled by a new major dominant QTL,GS2. By using of the F2, BC2F2, BC3F2 populations, the gene was mapped to a 10 Kb interval and the candidate was supposed. We also developed NILs for several restorer lines with different grain size and proved GS2 improved both grain length and width, result in a significant improvement of the grain weight, by incresing cell size of the spikelet hulls. In the present study, we use the BC4F2 population and the Fixed Recombinants to verify the result of fine-mapping, and aim to clone and functionally anlyize GS2 gene by functional complement, over-expression and down-regulation of GS2 expression. We also want to disclose its expression pattern by using the method of GUS staining and YFP-labeling. Besides, we aim to evaluate the potential of GS2 in high-yield breeding of hybrid-rice,by investigating the field performance of NILs and the corresponding F1 hybrid-rice. Our result will bring new insight for grain weight controlling and provide immediate implications for rice yield improvement.

粒重是水稻单产的重要构成因素,迄今已有十余个相关基因被克隆,显示出粒重控制机理的复杂性。同时,多数基因的大粒等位变异表现为功能缺失,限制了其在杂交水稻中的直接应用。我们发现了一个水稻特大粒资源材料,千粒重约64克。遗传分析表明该大粒性状主要受一个主效显性QTL控制,利用F2和多代回交群体将该基因定位于第2染色体10Kb范围,为一个新的粒重控制基因,暂定名为GS2。对不同粒重恢复系构建近等基因系发现,该基因可以显著提高各恢复系的千粒重。细胞观察发现该基因主要通过增加颖壳细胞大小同时增加粒长和粒宽,进而提高粒重。本研究拟在进一步定位验证的基础上,克隆候选基因,构建互补、过量和下调表达载体,验证该基因的功能;并通过GUS染色和YFP融合蛋白方法研究该基因的表达模式。同时,创制主流恢复系的近等基因系并探讨其在杂交稻育种中的应用。本研究将为粒重控制机理提供新的视点,并可能促进杂交稻产量的进一步提升。

项目摘要

粒重是重要的水稻产量构成因子,主要由籽粒大小决定,一般由数量性状位点(QTLs)控制。尽管目前已有很多调控粒重的QTL被鉴定克隆,但控制水稻籽粒大小的调控网络仍不十分清楚。在本研究中,我们图位克隆了一个主效的粒重QTL, Grain Length and Width 2 (GLW2),发现其主要通过同时增加籽粒长度和宽度正向调节粒重。GLW2位点编码OsGRF4 (Growth-Regulating Factor 4),在水稻体内受到microRNA miR396c的直接调控。OsGRF4中的突变扰乱了OsmiR396对OsGRF4靶标调控,从而使水稻粒型显著增加,产量提高。此外,我们还证明了OsGIF1 (GRF-interacting factors 1)能与OsGRF4发生直接相互作用,过量表达OsGIF1可以显著提高籽粒大小。上述结果表明,miR396c-OsGRF4-OsGIF1调控模块在调控水稻粒型方面起着重要作用,在水稻产量提升方面具有明确应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
4

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

DOI:10.13376/j.cbls/2021137
发表时间:2021
5

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020

李平的其他基金

批准号:21878236
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:21007068
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21205073
批准年份:2012
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11101308
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81500426
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30271520
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:91851115
批准年份:2018
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31700731
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801195
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71503074
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70501003
批准年份:2005
资助金额:16.60
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51506162
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81673908
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:11471247
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61603144
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31100188
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400801
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21476176
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:81571352
批准年份:2015
资助金额:110.00
项目类别:面上项目
批准号:71171034
批准年份:2011
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:21203052
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51204154
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71403272
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51607003
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21003082
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11704426
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38870033
批准年份:1988
资助金额:2.00
项目类别:面上项目
批准号:11802001
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41373135
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:21577076
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81173422
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20976138
批准年份:2009
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:71571008
批准年份:2015
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:60676031
批准年份:2006
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:41402029
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29676032
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:90709045
批准年份:2007
资助金额:40.00
项目类别:重大研究计划
批准号:60086002
批准年份:2000
资助金额:17.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11404306
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408187
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69374031
批准年份:1993
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:71873022
批准年份:2018
资助金额:47.00
项目类别:面上项目
批准号:81000090
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59073117
批准年份:1990
资助金额:3.70
项目类别:面上项目
批准号:31570279
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31801087
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61904022
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70703002
批准年份:2007
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61903232
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701540
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30572413
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61701423
批准年份:2017
资助金额:23.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61374217
批准年份:2013
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:61503037
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60774055
批准年份:2007
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:21776089
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61531008
批准年份:2015
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
批准号:61502131
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20975063
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:11301321
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50830202
批准年份:2008
资助金额:190.00
项目类别:重点项目
批准号:21802071
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41301345
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20477011
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:61673199
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:90209035
批准年份:2002
资助金额:23.00
项目类别:重大研究计划
批准号:69476033
批准年份:1994
资助金额:8.40
项目类别:面上项目
批准号:41772260
批准年份:2017
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:51574212
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61104224
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1610102
批准年份:2016
资助金额:67.00
项目类别:联合基金项目
批准号:30973911
批准年份:2009
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:21276077
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41573132
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:69475017
批准年份:1994
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:11532012
批准年份:2015
资助金额:310.00
项目类别:重点项目
批准号:70971006
批准年份:2009
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51878075
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404301
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61872122
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21475079
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51275156
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:20576002
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:21675105
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:41002080
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71271015
批准年份:2012
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:21276198
批准年份:2012
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:51009141
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21601169
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21276080
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81873530
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:10672151
批准年份:2006
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:40376024
批准年份:2003
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:30700525
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401160
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000350
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69974034
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:51508096
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41372348
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81772455
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:29000024
批准年份:1990
资助金额:3.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59474019
批准年份:1994
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:81870339
批准年份:2018
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:61873218
批准年份:2018
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:60374045
批准年份:2003
资助金额:27.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

一个新的水稻多蘖基因的图位克隆和功能分析

批准号:U1304317
批准年份:2013
负责人:李万昌
学科分类:C1307
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
2

一个水稻半矮化新基因的图位克隆与功能分析

批准号:31401036
批准年份:2014
负责人:张云辉
学科分类:C0602
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

一个水稻花粉不育新基因的图位克隆与功能分析

批准号:31601287
批准年份:2016
负责人:钟铮铮
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

一个新的水稻小穗发育基因MFS1的图位克隆和功能分析

批准号:31071071
批准年份:2010
负责人:李云峰
学科分类:C0602
资助金额:33.00
项目类别:面上项目