水稻产量相关基因- - 高糙米率基因HBR的克隆和应用研究

高产一直是水稻育种改良的重要目标之一，而如何将光合产物尽量多地转化为人们可食用的籽粒胚乳中也是提高水稻"经济产量"的有效手段之一，尤其是在当前水稻产量相对较高的前提下其效果更显著。.本研究发现一高糙米率的水稻突变体hbr (high brwon rice rate, hbr )，其糙米率比野生型高10％左右，拟通过图位克隆的手段分离该基因，阐述HBR基因对糙米率的调控作用机理；通过对不同糙米率种质资源基因序列和糙米率的关联分析，明确高糙米率种质资源的基因结构；利用分子标记辅助技术或基因工程手段创制高糙米率的水稻新材料，为超高产水稻育种探索新途径。

项目利用一套DH群体图谱检测糙米率及其它一些外观品质性状，DH群体由典型的籼稻品种台中本地1号(TN1)和典型的粳稻品种春江06(CJ06)杂交的F1花药加倍而来。 通过遗传连锁图谱，一共检测到四个控制糙米率的QTLs, 分别位于1、8、9和10染色体上，其中，第10染色体上的qBRR10为一主效QTL。为了进一步的克隆该基因，建立了在这几个区间内的染色体单片段置换系，获得的替换系CSSL1-2的出糙率为76.8%，与供体亲本TN1的75.8%相近，而远低于轮回亲本CJ06的83.9%。通过图位克隆的方法，qBRR10被最终定位在39.5 kb 的物理范围内其中包含 6 个候选基因。其中，3个基因编码逆转座蛋白，3个基因有明确的功能注释。对抽穗期颖壳的石蜡切片和扫描电子显微镜（SEM）观察发现，水稻颖壳的厚壁组织细胞分化程度高及薄壁组织细胞可能是影响糙米率的一个关键因素。由此我们推断，qBRR10可能通过参与调节谷壳的发育而影响稻谷的出糙率。通过全基因组关联分析，筛选并获得部分高出糙率种质资源及相关标记并加以利用，获得了出糙率显著提高的新材料6份。