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水稻孕穗期耐冷基因CTB4a的克隆与功能机理分析

水稻孕穗期耐冷基因CTB4a的克隆与功能机理分析
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  • 批准号:31671649
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:稻类作物遗传育种学(C130501) |
  • 项目负责人:李自超
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中国农业大学
  • 资助金额:62万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 水稻;孕穗期;CTB4a;克隆
  • 英文关键词:Rice;CTB4a;Cold tolerance at booting stage;Gene cloning;Molecular mechanism

项目摘要

中文摘要

水稻是喜温作物,对低温敏感,特别是孕穗期低温对产量造成的损失不可弥补,因此对水稻孕穗耐冷基因的克隆与功能机理分析具有重要的意义。在前期研究中,申请人利用水稻孕穗期耐冷云南粳稻“昆明小白谷”和日本冷敏感粳稻“十和田”构建一系列包含不同孕穗期耐冷QTL的近等基因系,在此基础上本研究通过大分离群体将第四号染色体上的qCTB4-1精细定位在56.8 Kb区间内,结合核苷酸序列分析和表达分析确定候选基因CTB4a,构建互补、过表达和RNAi载体,进行遗传转化,初步验证了候选基因的功能。进一步将通过酵母双杂、Co-IP、激酶活性分析等多种分子生物学和生理生化实验技术对其作用分子机理进行解析。此外,利用水稻种质资源的基因型和表型数据对CTB4a进行单倍型和起源演化分析,明确目的基因的起源演化规律,同时还将利用分子标记辅助选择和无选择标记转基因技术创制优异耐冷遗传材料,并分析其耐冷育种利用潜力。

英文摘要

Rice is a thermophilic crop and sensitive to cold stress, especially at booting stage that can lead to irreparable yield reduction. So it is of great significance to isolate the genes conferring cold tolerance at booting stage in rice. In previous studies, Several NILs containing different QTLs were constructed using a cold-resistant variety from Yunnan “Kunmingxiaobaigu” and a cold-sensitive japonica variety cultivated widely in Japan “Towada”. Among these, We selected for further characterization qCTB4-1 and delimited the qCTB4-1 containing region to 56.8 kb. Nucleotide sequence analysis and expression analysis showed that one ORF was the most possible candidate gene, and designated as CTB4a. The cold resistant function of CTB4a was preliminary validated by transgenic approach. In this study, detail function and mechanism analysis will be conducted using biological, physiological or biochemical techniques, such as the yeast two-hybrid, Co-IP, kinase activity analysis, and so on. In addition, haplotype and evolution analysis will be conducted using the genotype and phenotype data of rice germplasm located in different geographical regions. Meanwhile, marker-assisted selection and marker-free transgenic technology will be used to create excellent cold-resistant genetic materials for breeding.

评估说明

    国家自然科学基金项目“水稻孕穗期耐冷基因CTB4a的克隆与功能机理分析”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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