水稻产量分子设计育种研究进展

高产是水稻育种的重要目标。随着水稻基因组测序的广泛使用,功能基因组学和生物信息学的飞速发展,越来越多的水稻产量相关基因或QTL被精确定位甚至克隆,以SNP为代表的新一代分子标记技术为水稻高产分子设计育种奠定了重要基础。本文以水稻产量性状分子生物学为基础,总结水稻产量分子设计育种所成就及阻碍其发展的制约因子,提出实现水稻产量分子设计育种必须建立高通量、高效、便捷的检测平台,从而达到提高水稻产量潜力的最终目的。

水稻磷高效基因的初步定位

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素。植物磷营养高效利用通常与根的形态、根分泌物、膜与体内磷转运以及菌根等因素有关,表现为受多基因控制。本文通过前期筛选工作,获得1份耐低磷株系。利用230对SSR和InDel引物,对低磷材料所在的回交导入系群体进行了初步定位,定位结果显示,与磷利用效率相关的基因座位有两个OsPe5和OsPe7,分别位于第5染色体的InDel520与InDel529标记之间,与InDel525标记共分离,物理距离约为900kb,和第7染色体InDel703与InDel717标记之间,与InDel713标记共分离,物理距离约为1400kb。

利用双向导入系定位水稻苗期耐镉性的主效QTL

水稻是中国最重要的粮食作物,但近年来由于工业污染导致部分水稻种植地区受到镉污染。镉是一种重金属,会阻碍水稻生长,造成产量和品质下降,并在稻米中积累,通过食物链危害人类健康。因此,选育耐镉的水稻品种对于保障粮食安全和人类健康具有重要意义。本研究利用以籼稻‘明恢63’和粳稻‘02428’构建的双向导入系为研究材料,利用水培的方法鉴定了双向导入系苗期对镉的耐性。结合已有的4568个Bin的高密度基因型数据,共定位到9个影响地上部和地下部干重的主效QTL,这些QTL分布于水稻第2、3、5、7和11染色体,能解释5.17%~26.36%的表型变异。未检测到在两个遗传背景下稳定表达的主效QTL。位于第2、5和11染色体的三个位点能同时控制两个性状,为多效性QTL。此外,本研究还筛选到11份耐镉性显著强于受体亲本的导入系。研究结果将为分子育种提高水稻耐镉性提供基因资源和种质资源。