水稻种子萌动速率基因的精细定位与分析

种子萌动是种子吸胀到胚根突破种皮的一种重要生理过程。不同水稻品种的种子萌动速率存在明显的差异。但目前并不清楚这种萌动差异的分子遗传机理。本项目拟利用籼稻珍汕97B与粳稻日本晴衍生的一套染色体片段导入系,鉴定影响水稻萌动速率的染色体区段及其效应。利用导入系构建的次级分离群体对目标片段或基因作精细定位，结合表达芯片分析和候选基因关联分析技术，鉴定克隆与水稻萌动速率相关的基因，剖析水稻种子萌动的分子遗传基础，探讨水稻亚种间萌动差异的可能机理。预期结果将为种子萌发生理的遗传研究提供一定的试验数据，为水稻籼粳亚种间有利基因的利用以及分子技术改良水稻播种品质提供理论与实践依据。

种子快速整齐的萌发特性是作物的一个重要性状，其遗传基础并不清晰。本项目提出利用一套以籼稻珍汕97为背景、粳稻日本晴为供体的染色体片段代换系（各系只含有1个或少量日本晴片段、且各导入片段能重叠覆盖日本晴基因组）为材料，对水稻种子萌发速率进行数量性状位点(QTL)分析；利用其衍生群体验证和精细定位QTL，剖析其遗传基础。我们发现珍汕97与日本晴之间存在萌动速率的显著差异；该套日本晴代换系群体存在广泛的萌动速率变异。利用143份代换系进行QTL分析，分别在第2、5、6和10四个染色体上定位到4个与萌动速率相关的位点，其来源于日本晴的等位基因均不同程度地降低种子萌发速率。利用其中1个代换系CSSL29衍生的F2 群体，对第2染色体上的QTL (qGR2) 进行验证，并将qGR2精细定位于标记MC04和RM423之间，物理距离10.4 kb。该区间含有3个候选基因，其中1个候选基因(OsMADS29)在种子中特异表达。它在珍汕97和代换系CSSL29的萌动过程中表现出不同的表达模式，其表达差异与萌动快慢相一致。这些结果为分离鉴定水稻萌动基因、剖析作物种子萌动差异的分子遗传基础提供重要的理论依据和实践基础。