逍遥学能 2017-06-11 14:51
水稻抽穗期(headingdate，Hd)是指水稻从播种到抽穗（开花）所经历的时间，抽穗期是影响水稻种植和生产的最重要因素之一，它决定着水稻的种植区域和产量等其他农艺性状，黑龙江地处寒区，南北跨度大，属北方高纬度寒地稻作区，根据积温条件，从南到北水稻种植共分4个积温区，越往北部，积温越低，要求品种熟期越早，在霜冻来临前，完成水稻成熟。但目前为止关于黑龙江地区水稻的抽穗期基因的基因型，以及不同抽穗期基因型的组合方式与水稻分布情况的关系等都未见报道。因此，研究控制黑龙江水稻抽穗期的主要基因及基因型，总结出适合不同积温带品种的基因型组合方式，进而人工改造不同开花基因的组合方式，来选育适合当地的水稻品种，意义重大。
为了解决这一问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所卜庆云研究团队综合利用基因定位和关联分析手段，通过QTL定位发现水稻Hd2是主效基因，进一步把Hd2、Hd4、Hd5、Hd1在136个黑龙江省水稻品种的基因型与抽穗期进行关联分析。结果表明，Hd2和Hd4是调控黑龙江省水稻抽穗的主效基因；从第一积温区到第三积温区（从南到北）的水稻品种中，Hd2和Hd4基因丧失功能；Hd5突变类型较少，可以作为选育极早熟的资源。同时对这些基因开发了高效的分子标记，可以通过分子辅助手段，定点改变优良品种的Hd2或Hd4基因，使第一积温区品种可以在第三积温区种植，扩大优良品种种植区域；也有助于选育极早熟水稻品种，大大加快水稻育种进程。
该研究工作得到了中科院百人计划资助，博士生李秀峰和博士后刘华招为共同第一作者，东北地理所研究员卜庆云和中科院遗传与发育生物学研究所副研究员方军为共同通讯作者，研究成果在线发表在JournalofIntegrativePlantBiology。