【導(dǎo)讀】基因組研究為主要手段，重點(diǎn)開展水稻重要農(nóng)藝性狀的分子基礎(chǔ)的研究。通過項(xiàng)目的實(shí)施，保持和提升我國在水稻基因組研究的國際地位和競(jìng)爭(zhēng)力，才，建立我國水稻分子改良的理論和技術(shù)體系，指導(dǎo)水稻品種的分子改良。獲得具有重要應(yīng)用前景的功能基因?qū)＠?5項(xiàng)，發(fā)表高水平論文100. 優(yōu)良品種培育中的重大理論和技術(shù)問題提供創(chuàng)新性研究成果。謝和環(huán)境脅迫等主要農(nóng)藝性狀的分子控制機(jī)理的研究。通過發(fā)揮我們已有研究工作基礎(chǔ)以及研究隊(duì)伍的技術(shù)特點(diǎn)，闡明水。性狀調(diào)控的問題做出貢獻(xiàn)。的數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增加，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，為功能基因組研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，已經(jīng)成為國際植物科學(xué)的前沿領(lǐng)域。本項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)與特色在于以下幾個(gè)方。機(jī)制有系統(tǒng)、全面、深入的闡明。等作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性分子改良的思路和途徑。400萬元，占專項(xiàng)預(yù)算經(jīng)費(fèi)的％。行稻米的品質(zhì)改良。

　　

【正文】 化株系，通過表型分析， Northern 雜交等確定其中部分基因的物學(xué)功能 ； 研 究 CIPK 和CBL 的互作的調(diào)控方式 。 通過轉(zhuǎn)基因水稻株系的形態(tài)學(xué)解剖分析和分子生物學(xué)方法探索 CIPK 在胚胎發(fā)生及種子形成中可能作用 。 通過遺傳轉(zhuǎn)化確證目標(biāo)基因。并對(duì)其進(jìn)行原位表達(dá)和功能分析 ； 構(gòu)建跟蹤 PCD 的GUS 標(biāo)記的轉(zhuǎn)基因水稻植株，研究激素與環(huán)境因子對(duì) PCD 的影響；尋找與細(xì)胞周期蛋白相互作用或上、下游的基因 ； 在水稻基因組范圍內(nèi)，篩選與基因相互作用的染色體位點(diǎn) ； 綜合利用突變材料和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，研究水稻胚乳發(fā)育過程中激素信號(hào)系統(tǒng)與激酶信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)系 ；開展 水稻種子、胚乳發(fā)育和灌漿過程的蛋白譜 研究 ，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組工作，系統(tǒng) 研究其相關(guān)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 繼續(xù)開展淀粉代謝關(guān)鍵酶基因和QTL 的功能研究；通過雜交組合近等基因系中的不同重要復(fù)等位基因以及雙基因敲除的轉(zhuǎn)基因材料；目標(biāo)候選基因 Qdu6 和 Qchk5 的轉(zhuǎn)化和功能驗(yàn)證；設(shè)計(jì)可用于水稻優(yōu)質(zhì)育種的成套分子標(biāo)記，并選配雜交組合進(jìn)行驗(yàn)證。 總結(jié)分析秈粳進(jìn)化的途徑和它們的親緣關(guān)系；對(duì)秈、粳稻的氯酸鉀抗種子發(fā)育和品質(zhì)的影響；完成淀粉合成相關(guān)基因優(yōu)異復(fù)等位基因的特異分子標(biāo)記設(shè)計(jì)； 闡明水稻 溫度 脅迫轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能及分子機(jī)理 ；了解所篩選的低溫應(yīng)答在信 號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的定位；揭示這些高光照脅迫應(yīng)答基因的生理功能以及作用分子機(jī)理；了解控制葉色的分子機(jī)理。 完成 秈粳進(jìn)化的途徑和它們的親緣關(guān)系 的分析 ； 完成 秈、粳稻的氯酸鉀抗性敏感基因和粒形基因 的 轉(zhuǎn)化 ，為氮高效和秈、粳亞種間超高產(chǎn)育種的分子設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 選育 12 個(gè)雜交稻組合，參加省或國家區(qū)試 。爭(zhēng)取 12 個(gè)組合通過區(qū)域試驗(yàn)，進(jìn)入生產(chǎn)試驗(yàn)；完成重要模式材料的重組自交系群體（ 9311/NPB， GLA4/NPB）和單片段代換系的構(gòu)建；完成 58 個(gè)重要農(nóng)藝性狀控制基因的精細(xì)定位；克隆 2個(gè)以上重要農(nóng)藝性狀基因。 發(fā)表論文 15 篇，并申請(qǐng)專利 5－10 項(xiàng)。 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 性敏感基因和粒形基因利用轉(zhuǎn)化進(jìn)行互換，研究水稻資源多樣性的進(jìn)化，為氮高效和秈、粳亞種間超高產(chǎn)育種的分子設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 鑒定 脅迫相關(guān) 轉(zhuǎn)錄因子互作 的 蛋白 ；低溫應(yīng)答基因在溫度信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的 作用；光脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)化模式植物； 開展對(duì)chlorina、 ygl 雙突變分析。 借助分子標(biāo)記，選擇農(nóng)藝性狀和米質(zhì)優(yōu)良的單株材料，繼續(xù)回交；借助無選擇標(biāo)記的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，通過過量表達(dá)、反義 RNA 或 RNAi 技術(shù)，分子設(shè)計(jì)糊化溫度基因在當(dāng)前主推品種、雜交稻骨干親本及恢復(fù)系內(nèi)的表達(dá)水平；按照水稻秈粳亞種間超級(jí)雜交稻育種的要求，完成重要模式材料的重組自交系群體（ 9311/NPB，GLA4/NPB）構(gòu)建；重要農(nóng)藝性狀控制基因的精細(xì)定位；利用水稻重要農(nóng)藝性狀基因的 漸滲系，進(jìn)行這些基因的精細(xì)定位研究，克 隆目標(biāo)基因，開展基因功能研究。 第 五 年 通過分子生物學(xué)及生物化學(xué)等方法，結(jié)合轉(zhuǎn)基因后代植株的表型分析， 獲得 13 個(gè)與 MOC1 相互作用的蛋白并完成其功能分析， 證明與MOC1 相互作用的蛋白參與水稻分蘗的調(diào)控 ； 通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)及免疫沉淀等方法對(duì)酵母雙雜交系統(tǒng) LA 調(diào)節(jié)的下游基因及與 LA 相互作用的蛋白進(jìn)行體內(nèi)功能驗(yàn)證 ； 繼續(xù)進(jìn)行 DES1 和OEUI1 基因 應(yīng)用基礎(chǔ)方面的研究 ； 確定 sh2 基因在水稻人工馴化中的作用，探討水稻的起源和進(jìn)化 ； 進(jìn)行水稻株型和衰老的分子調(diào)控和改良研究 ；； 稀穗基因功能互補(bǔ)轉(zhuǎn) 基因后代的分析 ； 通過 Microarray 篩選OsCDH1 調(diào)節(jié)的下游基因， 并 通過酵完成 2－ 4 個(gè) MOC1 互作蛋白的功能分析， 闡明 12 個(gè) GRAS 家族中引起水稻株型變化的基因功能 ；完成LA 的體內(nèi)功能分析和互作蛋白的驗(yàn)證； 完成穗粒大小控制 基因的亞細(xì)胞定位和各類轉(zhuǎn)基因水稻的性狀調(diào)查分析及鑒定工作； 完成稀穗基因的功能互補(bǔ)，明確該基因的功能 ；完成DES OEUI OsCDH OsWRKY11 等的功能分析；初步闡明水稻株型和衰老的關(guān)系。 獲得雜種優(yōu)勢(shì)高效利用與其他農(nóng)藝性狀組裝和分子改良相結(jié)合的優(yōu)良品系。 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 母雙雜交系統(tǒng)篩選與 OsCDH1 相互作用的蛋白； 通過轉(zhuǎn)基因后代的分析，確定水稻抽穗相關(guān)基因的功能 ； 完成OsWRKY11 相關(guān)基因的體內(nèi)功能驗(yàn)證。 總結(jié)育性分子調(diào)控的機(jī)理，進(jìn)一步向基礎(chǔ)理論和應(yīng)用延伸發(fā)展。 分離在胚胎發(fā)生及種子形成中起作用的差異基因的下游調(diào)控基因，并探索其調(diào)控規(guī)律 ； 總結(jié) CIPK 和CBL 的研究成果，并分析它們上下游基因的互作機(jī)理 ； 分析上述相關(guān)基因與胚胎發(fā)生及種子形成過程中其它相關(guān)因子的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控關(guān)系 ； 綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，闡明基因在水稻種子發(fā)育過程中的作用 ； 分析與胚乳程序化死亡基因的下游基因。 繼續(xù)開展淀粉代謝調(diào)控基因的功能研究；對(duì)獲得的近等基因系和轉(zhuǎn)基因純合株系中稻米品質(zhì)性狀及其相關(guān)基因的表達(dá)作進(jìn)一步的檢測(cè)分析； Qdu6 和 Qchk5 基因的確定； 選育獲得組合不同復(fù)等位基因的近等基因系以及雙基因敲除的轉(zhuǎn)基因材料，并對(duì)其品質(zhì)性狀及相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)行分析。 利用目的基因的調(diào)控序列驅(qū)動(dòng)報(bào)告基因，分析目的基因的調(diào)控元件，轉(zhuǎn)化模式植物；利用染色質(zhì)免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitation, ChIP)技術(shù)研究熱脅迫轉(zhuǎn)錄因子及其下游基因在基礎(chǔ)表達(dá)和熱誘導(dǎo)表達(dá)過程中它們的組蛋白共價(jià)修飾 (如乙?；?)狀態(tài)的變化；獲得轉(zhuǎn)基因水稻后代，進(jìn)一步驗(yàn)證基因的功能，分析高光照光脅迫、干旱和冷脅迫處理三種脅迫的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的交叉重疊 獲得水稻胚乳組織特異表達(dá)的基因和種子中 特異表達(dá)的基因 ，并闡明它們?cè)诜N子發(fā)育過程中的作用 ；獲得水稻種子的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；在蛋白譜研究的基礎(chǔ)上，獲得水稻種子發(fā)育中的特異蛋白，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組和代謝組研究，獲得其代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 初步闡明淀粉代謝的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的網(wǎng)路和多個(gè) 重要基因的功能及其主要復(fù)等位基因的效應(yīng)；明確淀粉品 質(zhì)形成中 重要基因在mRNA, 蛋白質(zhì)水平上的表達(dá)特征，闡明稻米品質(zhì)形成的分子基礎(chǔ)； Qdu6和 Qchk5 功能的驗(yàn)證及其與水稻胚乳形成的分子生物學(xué)的機(jī)理探討 。 獲得秈粳分化重要基因的轉(zhuǎn)基因植物，為深入研究秈粳分化的分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)。 得到有潛在應(yīng)用價(jià)值的溫度調(diào)控元件；揭示組蛋白的共價(jià)修飾是否參與熱脅迫轉(zhuǎn)錄因子及其下游基因的表達(dá)調(diào)控，進(jìn)而闡明這些熱脅迫基因表達(dá)調(diào)控的分子機(jī)制；研究高光照光脅迫、干旱和冷脅迫處理三種脅迫的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的交叉重疊規(guī)律。 7．培育 23 個(gè)具有重要應(yīng)用前景的遺傳改良品系； 構(gòu)建“理 想株型”和“品質(zhì)改良”的理論與技術(shù)平臺(tái)； 制定通過分子標(biāo)記輔助選擇聚合優(yōu)異性狀基因和優(yōu)質(zhì)品種的分子設(shè)計(jì)育種新策略。 發(fā)表論文 40 篇和申請(qǐng)專利 25－30 項(xiàng)，并完成結(jié)題驗(yàn)收 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 規(guī)律。 通過轉(zhuǎn)基因研究秈粳重要農(nóng)藝性狀分化基因的功能鑒定。 選育農(nóng)藝性狀優(yōu)良、高產(chǎn)的、有應(yīng)用前景的不同糊化溫度系列的遺傳改良新品系；完成與多個(gè)水稻重要農(nóng)藝性基因緊密連鎖或基因標(biāo)簽標(biāo)記的設(shè)計(jì)和分析，以分子標(biāo)記輔助育種為基礎(chǔ)，建立理想株型育種和優(yōu)質(zhì)稻分子育種體系；根據(jù)基因結(jié)構(gòu)的解剖及系統(tǒng)梯度 材料的研究，分析MOC1 基因控制分蘗形成機(jī)理和 ALK 基因、 sbe SSS 等基因控制水稻胚乳糊化溫度的分子機(jī)理；完成水稻分子改良模式群體的構(gòu)建、分子鑒定和大多數(shù)性狀調(diào)查；構(gòu)建基于分子標(biāo)記輔助選擇和轉(zhuǎn)基因的超級(jí)稻分子改良的理論與技術(shù)平臺(tái)；完成所克隆的基因功能互補(bǔ)試驗(yàn)及其功能分析 。