亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂种不育S44(t)位点的遗传机制研究

基本信息
批准号:31660380
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:39.00
负责人:张玉
学科分类:
依托单位:云南省农业科学院
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱观林,李静,杨莺
关键词:
长雄野生稻基因功能S44(t)杂种不育基因间相互作用
结项摘要

It is one of the accessible approaches to broaden the genetic basis in cultivated rice by utilizing the favorable genes from Oryza.longistaminata. But severe interspecific hybrid embryo abortion and pollen sterility hampered the effective utilization of the abundant genetic variations existed in O.longistaminata. Understanding the genetic mechanism of interspecific hybrid sterility is the key to exploit those rich diversity. S44(t) was a major locus controlling interspecific hybrid sterility between Oryza sativa and O.longistaminata, which was delimited to the region containing three candidate ORFs. In this study, complementation test、targeted gene mutation via the CRISPR-Cas9 system、GUS expression analysis and subcellular localization were used to elucidate gene function, moreover, gene –gene interactions were investigated by the cross. Thus, genetic component and gene number of S44(t) locus will be clear, and it will be elucidated how gene-gene interactions could result in hybrid sterility. This study will help to understand the genetic mechanism of interspecific hybrid sterility, and will provide reference to breeding of interspecific hybrid between Oryza sativa and O.longistaminata.

利用长雄野生稻中丰富的遗传变异是拓宽亚洲栽培稻遗传基础的有效途径之一,但亚洲栽培稻与长雄野生稻杂种胚败育及杂种F1花粉败育,致使长雄野生稻的育种利用十分困难。认识杂种不育基因的遗传机制是有效利用这些丰富变异的基础。S44(t)是一个控制亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂种不育的主效位点,定位区间内包含三个候选基因。本项目拟利用互补实验、CRISPR-Cas9基因敲除实验、GUS组化分析及亚细胞定位的方法研究候选基因的功能,并通过一系列遗传杂交分析基因间的相互作用,最终明确S44(t)位点引起杂种不育的基因类型、基因数量及基因间如何相互作用导致杂种不育。本研究有助于阐明S44(t)作用于种间杂种不育的遗传机制,并为亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂交育种奠定理论基础。

项目摘要

打破种间生殖隔离是拓宽亚洲栽培稻遗传基础的有效途径之一,也是利用水稻强大的种间杂种优势来突破产量途径的前提条件。项目组前期把控制亚洲栽培稻(RD23)与长雄野生稻(O. longistaminata)种间杂种不育位点S44(t)限定在3个ORF内,即ORF1、ORF2和ORF3。本项目在此基础上,继续深入研究S44(t)位点3个候选基因的功能。研究结果如下:利用转基因和CRISPR-CAS9的方法,明确了ORF1基因以等位抑制的方式参与杂种后代偏分离;证明了ORF2基因在杂种不育基因系统中承担“花粉杀手”的功能;来自长雄野生稻的ORF1等位基因作为“帮凶”基因,协助ORF2完成杀配子的任务;解析了ORF3基因在杂种不育系统中扮演“保护者”的角色。ORF2基因在小孢子各个发育阶段都有表达,而ORF3基因在小孢子发育后期有表达,二者均定位在细胞膜上,ORF2和ORF3基因的表达模式和亚细胞定位均与其功能相吻合。 本研究结果为进一步阐明S44(t)位点作用于亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂种不育的分子机制奠定基础,为创制S44(t)位点广亲和材料并培育种间杂交品种提供科学依据。在本项目的支持下,发表SCI论文3篇;项目负责人2018年度入选云南省“万人计划”青年拔尖人才称号;2020年度获“云南省中青年学术技术带头人”称号。

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

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
2

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

DOI:10.1080/15476286.2017.1377868.
发表时间:2017
3

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
4

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
5

固溶时效深冷复合处理对ZCuAl_(10)Fe_3Mn_2合金微观组织和热疲劳性能的影响

固溶时效深冷复合处理对ZCuAl_(10)Fe_3Mn_2合金微观组织和热疲劳性能的影响

DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2018.001042
发表时间:2019

张玉的其他基金

批准号:51409261
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:71903183
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61072019
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:51308223
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:51779266
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61103214
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81373300
批准年份:2013
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11802218
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11302264
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460500
批准年份:2014
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51578106
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51808375
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401495
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:31201196
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31240013
批准年份:2012
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21703047
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51078056
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂种不育基因S44(t)的克隆

批准号:31201196
批准年份:2012
负责人:张玉
学科分类:C1307
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

宽叶野生稻与亚洲栽培稻杂种不育性的的分子细胞学研究

批准号:31071382
批准年份:2010
负责人:裔传灯
学科分类:C1307
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
3

栽培稻种间主要育性基因在栽培稻种间杂种不育中的作用

批准号:31000704
批准年份:2010
负责人:李静
学科分类:C1307
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

非洲稻细胞质雄性不育的遗传特异性与栽培稻种间杂种优势利用研究

批准号:31071476
批准年份:2010
负责人:靳德明
学科分类:C1307
资助金额:32.00
项目类别:面上项目