【導讀】基因組研究為主要手段，重點開展水稻重要農(nóng)藝性狀的分子基礎的研究。通過項目的實施，保持和提升我國在水稻基因組研究的國際地位和競爭力，才，建立我國水稻分子改良的理論和技術體系，指導水稻品種的分子改良。獲得具有重要應用前景的功能基因專利25項，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理的研究。通過發(fā)揮我們已有研究工作基礎以及研究隊伍的技術特點，闡明水。性狀調(diào)控的問題做出貢獻。的數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增加，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，為功能基因組研究奠定了堅實基礎，已經(jīng)成為國際植物科學的前沿領域。本項目的主要創(chuàng)新點與特色在于以下幾個方。機制有系統(tǒng)、全面、深入的闡明。等作物產(chǎn)量、品質和抗逆性分子改良的思路和途徑。400萬元，占專項預算經(jīng)費的％。行稻米的品質改良。

　　

【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功能 ； 研 究 CIPK 和CBL 的互作的調(diào)控方式 。 通過轉基因水稻株系的形態(tài)學解剖分析和分子生物學方法探索 CIPK 在胚胎發(fā)生及種子形成中可能作用 。 通過遺傳轉化確證目標基因。并對其進行原位表達和功能分析 ； 構建跟蹤 PCD 的GUS 標記的轉基因水稻植株，研究激素與環(huán)境因子對 PCD 的影響；尋找與細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 ； 綜合利用突變材料和轉基因技術，研究水稻胚乳發(fā)育過程中激素信號系統(tǒng)與激酶信號系統(tǒng)的關系 ；開展 水稻種子、胚乳發(fā)育和灌漿過程的蛋白譜 研究 ，結合轉錄組工作，系統(tǒng) 研究其相關調(diào)控網(wǎng)絡。 繼續(xù)開展淀粉代謝關鍵酶基因和QTL 的功能研究；通過雜交組合近等基因系中的不同重要復等位基因以及雙基因敲除的轉基因材料；目標候選基因 Qdu6 和 Qchk5 的轉化和功能驗證；設計可用于水稻優(yōu)質育種的成套分子標記，并選配雜交組合進行驗證。 總結分析秈粳進化的途徑和它們的親緣關系；對秈、粳稻的氯酸鉀抗種子發(fā)育和品質的影響；完成淀粉合成相關基因優(yōu)異復等位基因的特異分子標記設計； 闡明水稻 溫度 脅迫轉錄因子的生物學功能及分子機理 ；了解所篩選的低溫應答在信 號網(wǎng)絡中的定位；揭示這些高光照脅迫應答基因的生理功能以及作用分子機理；了解控制葉色的分子機理。 完成 秈粳進化的途徑和它們的親緣關系 的分析 ； 完成 秈、粳稻的氯酸鉀抗性敏感基因和粒形基因 的 轉化 ，為氮高效和秈、粳亞種間超高產(chǎn)育種的分子設計提供依據(jù)。 選育 12 個雜交稻組合，參加省或國家區(qū)試 。爭取 12 個組合通過區(qū)域試驗，進入生產(chǎn)試驗；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建；完成 58 個重要農(nóng)藝性狀控制基因的精細定位；克隆 2個以上重要農(nóng)藝性狀基因。 發(fā)表論文 15 篇，并申請專利 5－10 項。 研究內(nèi)容 預期目標 性敏感基因和粒形基因利用轉化進行互換，研究水稻資源多樣性的進化，為氮高效和秈、粳亞種間超高產(chǎn)育種的分子設計提供依據(jù)。 鑒定 脅迫相關 轉錄因子互作 的 蛋白 ；低溫應答基因在溫度信號轉導中的 作用；光脅迫應答基因的表達載體構建，轉化模式植物； 開展對chlorina、 ygl 雙突變分析。 借助分子標記，選擇農(nóng)藝性狀和米質優(yōu)良的單株材料，繼續(xù)回交；借助無選擇標記的轉基因技術，通過過量表達、反義 RNA 或 RNAi 技術，分子設計糊化溫度基因在當前主推品種、雜交稻骨干親本及恢復系內(nèi)的表達水平；按照水稻秈粳亞種間超級雜交稻育種的要求，完成重要模式材料的重組自交系群體（ 9311/NPB，GLA4/NPB）構建；重要農(nóng)藝性狀控制基因的精細定位；利用水稻重要農(nóng)藝性狀基因的 漸滲系，進行這些基因的精細定位研究，克 隆目標基因，開展基因功能研究。 第 五 年 通過分子生物學及生物化學等方法，結合轉基因后代植株的表型分析， 獲得 13 個與 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 ； 通過轉基因技術及免疫沉淀等方法對酵母雙雜交系統(tǒng) LA 調(diào)節(jié)的下游基因及與 LA 相互作用的蛋白進行體內(nèi)功能驗證 ； 繼續(xù)進行 DES1 和OEUI1 基因 應用基礎方面的研究 ； 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化 ； 進行水稻株型和衰老的分子調(diào)控和改良研究 ；； 稀穗基因功能互補轉 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 MOC1 互作蛋白的功能分析， 闡明 12 個 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證； 完成穗粒大小控制 基因的亞細胞定位和各類轉基因水稻的性狀調(diào)查分析及鑒定工作； 完成稀穗基因的功能互補，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系。 獲得雜種優(yōu)勢高效利用與其他農(nóng)藝性狀組裝和分子改良相結合的優(yōu)良品系。 研究內(nèi)容 預期目標 母雙雜交系統(tǒng)篩選與 OsCDH1 相互作用的蛋白； 通過轉基因后代的分析，確定水稻抽穗相關基因的功能 ； 完成OsWRKY11 相關基因的體內(nèi)功能驗證。 總結育性分子調(diào)控的機理，進一步向基礎理論和應用延伸發(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 CIPK 和CBL 的研究成果，并分析它們上下游基因的互作機理 ； 分析上述相關基因與胚胎發(fā)生及種子形成過程中其它相關因子的網(wǎng)絡調(diào)控關系 ； 綜合分析實驗結 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；對獲得的近等基因系和轉基因純合株系中稻米品質性狀及其相關基因的表達作進一步的檢測分析； Qdu6 和 Qchk5 基因的確定； 選育獲得組合不同復等位基因的近等基因系以及雙基因敲除的轉基因材料，并對其品質性狀及相關基因的表達進行分析。 利用目的基因的調(diào)控序列驅動報告基因，分析目的基因的調(diào)控元件，轉化模式植物；利用染色質免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitation, ChIP)技術研究熱脅迫轉錄因子及其下游基因在基礎表達和熱誘導表達過程中它們的組蛋白共價修飾 (如乙酰化 )狀態(tài)的變化；獲得轉基因水稻后代，進一步驗證基因的功能，分析高光照光脅迫、干旱和冷脅迫處理三種脅迫的信號傳導途徑的交叉重疊 獲得水稻胚乳組織特異表達的基因和種子中 特異表達的基因 ，并闡明它們在種子發(fā)育過程中的作用 ；獲得水稻種子的信號調(diào)控網(wǎng)絡；在蛋白譜研究的基礎上，獲得水稻種子發(fā)育中的特異蛋白，結合轉錄組和代謝組研究，獲得其代謝調(diào)控網(wǎng)絡。 初步闡明淀粉代謝的轉錄和轉錄后調(diào)控的網(wǎng)路和多個 重要基因的功能及其主要復等位基因的效應；明確淀粉品 質形成中 重要基因在mRNA, 蛋白質水平上的表達特征，闡明稻米品質形成的分子基礎； Qdu6和 Qchk5 功能的驗證及其與水稻胚乳形成的分子生物學的機理探討 。 獲得秈粳分化重要基因的轉基因植物，為深入研究秈粳分化的分子機理奠定基礎。 得到有潛在應用價值的溫度調(diào)控元件；揭示組蛋白的共價修飾是否參與熱脅迫轉錄因子及其下游基因的表達調(diào)控，進而闡明這些熱脅迫基因表達調(diào)控的分子機制；研究高光照光脅迫、干旱和冷脅迫處理三種脅迫的信號傳導途徑的交叉重疊規(guī)律。 7．培育 23 個具有重要應用前景的遺傳改良品系； 構建“理 想株型”和“品質改良”的理論與技術平臺； 制定通過分子標記輔助選擇聚合優(yōu)異性狀基因和優(yōu)質品種的分子設計育種新策略。 發(fā)表論文 40 篇和申請專利 25－30 項，并完成結題驗收 研究內(nèi)容 預期目標 規(guī)律。 通過轉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；完成與多個水稻重要農(nóng)藝性基因緊密連鎖或基因標簽標記的設計和分析，以分子標記輔助育種為基礎，建立理想株型育種和優(yōu)質稻分子育種體系；根據(jù)基因結構的解剖及系統(tǒng)梯度 材料的研究，分析MOC1 基因控制分蘗形成機理和 ALK 基因、 sbe SSS 等基因控制水稻胚乳糊化溫度的分子機理；完成水稻分子改良模式群體的構建、分子鑒定和大多數(shù)性狀調(diào)查；構建基于分子標記輔助選擇和轉基因的超級稻分子改良的理論與技術平臺；完成所克隆的基因功能互補試驗及其功能分析 。