一年生野生稻（Oryza.nivara）和栽培稻杂交线粒体基因组重组研究

本项目是在"水稻细胞质雄性不育的遗传多样性研究与利用"、"水稻配子体雄性不育线粒体基因位点多态性分析"及"水稻细胞质雄性不育相关功能基因的表达与鉴定"三个基金的研究基础上，以含orfH79基因的一年生野生稻与栽培稻杂交获得细胞质雄性不育系为材料，从DNA、RNA及蛋白质水平研究一年生野生稻与栽培稻杂交育成不育系过程中重复序列介导的线粒体基因组重组及重组基因的表达情况；通过反向遗传学、分子生物学的方法，探索影响野栽杂交线粒体基因组重组的相关基因及其功能。为一年生野生稻与栽培稻杂交获得新型细胞质雄性不育系提供指导意义。

本项目以携带不育基因orf79的一年生野生稻W20与栽培稻杂交回交选育不育系的过程为研究对象，分析杂交过程中短重复序列介导的线粒体基因组重组特征，同源克隆水稻重组相关基因，揭示了野生稻与栽培稻远源杂交线粒体基因重组与细胞质雄性不育发生的关系，主要研究结果如下:. （1）采用高通量测序方法组装完成一年生野生稻（W20）线粒体基因组，该基因组一共存在60对（≥50 bp）正向或反向重复序列，其中7对重复序列大小超过10 kb，鉴定到一个178 bp反向重复序列介导的线粒体重组，使基因组处于多分子状态。.（2）W20与粤泰B(YB)杂交回交子代在4个重复序列介导的线粒体重组中出现重组模式差异，其中两个为正向重复序列（DR） RepeatA(144 bp)和RepeatB(117 bp)，两个为反向重复序列（IR） RepeatC(121 bp)和RepeatD(82 bp)。重组模式的变化与重组相关基因OsRECA4和OsRECA7等位变异具有一定的对应关系。.（3）在W20与YB杂交的F1代，orf79拷贝数急剧降低,处于亚化学计量水平株系。该株系主分子orf79 的拷贝数在突变体中只有W20的千分子一，为低拷贝分子（Sublimons），比W20中orf79其他重组型分子的拷贝数还要低，而另外3个主分子基因拷贝数增加1.5-4.4倍。.（4）同源克隆了5个可能与水稻线粒体基因组重组相关基因，转基因干涉验证表明RecA1、RecA7由于线粒体基因组重组导致育性降低，甚至不育，表现细胞质遗传模式。