基于旱稻导入系根基粗QTLqBRT9a的克隆与功能分析

干旱严重影响着我国农业的持续稳定发展。根系是水稻吸收水分的器官，根基粗作为根系的主要特征性状，是衡量抗旱性的指标。根基粗基因的克隆对解析植物吸收水分和抗旱机制具有重要意义。本研究，基于前期QTL定位结果，利用含有根基粗QTL qBRT9a的导入系为材料，开展以下工作：(1)构建大规模F2:3分离群体，水培环境调查根基粗，初步定位区间开发多态性标记，把QTL qBRT9a限定在50kb范围内；（2）根据精细定位区段基因组信息确定根基粗候选基因，比对候选基因在IRAT109和越富间序列和表达差异，筛选候选基因；(3)构建候选基因的超表达和反义表达载体，获得稳定的阳性转基因后代。水培、水田和旱田环境，对转基因后代和导入系进行根系表型和抗旱性鉴定，荧光定量PCR和GUS组织染色分析基因表达模式和部位，明确控制根基粗的基因，阐明根基粗基因与根系生长发育和抗旱的关系，为节水抗旱水稻分子育种奠定基础。

干旱严重影响着我国农业的持续稳定发展。根系是水稻吸收水分和养分的主要器官，克隆控制根粗和根长基因对解析植物吸收水分和抗旱机制具有重要意义。本研究利用旱稻导入系为材料构建F2:3分离群体，把控制根粗和根长的QTL qBRT9a精细定位到11.5Kb的区间，获得了候选基因。水旱稻材料基因序列比较发现，一个SNP和一个Indel在旱稻中保守存在，并导致了编码氨基酸的改变。关联分析表明基因的多态性与根粗和根长显著相关，高表达转基因植株的根系更粗、长，基因受干旱、盐和ABA诱导高表达。根系基因qBRT9a的克隆对解释作物抗旱机理和改良水稻根系的分子育种有重要意义。