水稻耐热主效QTL的精细定位和克隆

高温热害在我国大部分稻区都不同程度发生，是影响水稻产量及其稳定性最重要的气象因素，近年来造成我国水稻产量严重损失。培育耐高温热害的水稻品种，是增强水稻抗高温热害能力和提高产量稳定性最有效的途径。申请人已筛选到耐热性突出的水稻品系996和热敏感水稻品系4628，以之为亲本构建了重组自交系群体（已收获F10种子），筛选到203个多态性分子标记并构建了全基因组遗传连锁图。本项目以包含289个株系的重组自交系群体为试验材料，在水稻抽穗开花期采用人工气候室高温和适温处理稻穗，以热敏感指数[（适温结实率-高温结实率）/适温结实率×100%]为指标进行耐热QTL初定位；选择目标株系与热敏感品系4628连续回交获得目标主效QTL所在染色体区段分离的大群体，进行耐热QTL的精细定位；通过生物学信息学分析筛选候选基因，采用高保真PCR扩增分离克隆候选基因，并争取通过过量表达或RNAi抑制技术确证候选基因。

项目组利用构建的996（耐热亲本）/4628（热敏感亲本）重组自交系群体，连续两年分别采用人工气候室高温和大田自然高温处理，分别以结实率和花粉育性为耐热表型指标，在第4和第10染色体上检测到与高温胁迫下结实率有关的2个QTL(分别命名为qSSP4和qSSP10)，在第4和6染色体上检测到与花粉育性耐热相关的2个QTL(分别命名为qPF4和qPF6)。其中，位于第4染色体上分子标记RM5687和RM471之间的耐热QTL，在田间自然高温和温室高温两种不同的高温处理方式，采用结实率和花粉育性两种不同的耐热性鉴定指标，均能被重复检测，表明该耐热QTL为一稳定表达的耐热基因。.在上述研究基础上，通过与目标基因连锁的分子标记辅助选择，建立了仅包含第4染色体上单个QTL的BC1F2回交分离群体，分别于2010、2011和2012连续三年采用人工气候室或大田自然高温进行胁迫处理鉴定其耐热表型，并建立局部饱和的分子标记连锁图，最终将该不完全显性的耐热基因精细定位于第4染色体的RM16770和RM16792区间。根据日本晴基因组序列信息，此两标记之间包含了约713kb的DNA序列，覆盖了OSJNBa0049H08、OSJNBa0016N04、OSJNBb0042I07和OSJNBb0076A22等4个克隆，据预测包含有90个基因。因此，尚难以从现有信息中推断出候选基因，为克隆该基因，有待于进一步构建群体进行精细定位。.目前已利用BC1F2回交分离群体中的耐热单株或热敏感单株与热敏感亲本4628或耐热亲本996继续回交，构建了分离区段更小的BC3F2高代回交群体，以进一步精细定位目标基因。同时，构建了耐热亲本996的BAC文库，以用于候选基因的BAC文库筛选。.项目执行期内，发表研究论文4篇，其中SCI论文1篇；获科研奖励3项，其中“超级杂交早稻组合陆两优996的选育与应用”获湖南省科技进步二等奖；培养硕士研究生2名，其中一名已获硕士学位，其论文被评为湖南省优秀硕士论文。