水稻各种重要性状包括产量性状、抗逆性状等都是由多个QTL/基因控制的复杂性状，这些性状的分子遗传调控机理尚未清楚。本创新群体具体拟开展如下工作：1.水稻复杂性状和杂种优势遗传基础的功能基因组学研究。利用全基因组关联分析（GWAS）技术，对大量的品种资源，同时对多位点、多性状地开展高精度基因定位和功能分析，全面挖掘水稻的品种资源中控制这些性状的等位基因变异，开展这些性状的复杂作用关系分析，阐明水稻复杂性状的遗传调控机制和杂种优势的分子遗传基础。2.水稻产量性状和抗逆性状的功能基因组与遗传调控网络研究。拟采用遗传学分析方法从各种水稻遗传资源中，分离克隆控制水稻重要性状的关键QTL/基因并阐明功能和作用机理；建立水稻产量性状、抗逆性状的遗传调控网络，揭示作物性状的分子遗传调控机理。3. 水稻籽粒镉积累主要通过转运蛋白实现，前期的研究揭示可能存在不同的长途转运调控机制，而该机制只影响镉的运输。因此，我们将深入阐明调控水稻的镉长途转运的作用机理，通过QTLs 分析和基因克隆，期望找到更多特异调控重金属镉定向分配的关键基因和作用机制。通过本团队的工作将为作物分子设计育种提供可靠的理论基础。

The important traits in rice, including yield traits and stress tolerance traits, are all complex traits controlled by multiple QTLs (or genes). The genetic mechanisms underlying the complex traits are still largely unexplored. Our team will carry out the works below:.1).Functional genomics studies on the genetic basis of complex traits and heterosis. We develop sequencing-based genotyping approach to perform genome-wide association study, which enable genetic mapping and functional analysis for multiple loci underlying multiple traits simultaneously. The allelic gene variation in the collection of rice germplasm will be identified systemically, and the genetic basis of complex traits and heterosis will be investigated as well..2).Functional genomics studies on yield traits and stress tolerance traits, and the genetic regulation network study. We will use the diverse rice varieties to dissect and clone the key genes and QTLs for important agronomic traits, and will construct a detailed map of gene regulation network..3).The accumulation of cadmium in rice grain. Previous studies have already revealed the mechanism of long-distance transport and regulation of cadmium. Subsequently, we will follow up the research to analyze the genetic basis of long-distance transport of cadmium in rice though QTL mapping and cloning. .We hope our team’s work will provide the foundation for molecular breeding in rice.

(1)该项目基于整合的正向遗传学和基因组学研究手段，通过对1495份杂交稻品种材料以及对多套代表性杂交稻遗传群体的基因组分析和田间产量性状考察，全面、系统地鉴定出了控制水稻杂种优势的主要遗传（数量性状或基因）位点，阐明了水稻产量性状杂种优势的遗传机制，取得了国际公认的里程碑式的研究成果。同时，也开发一套整合的全基因组关联分析的方法，开辟了高效克隆和功能鉴定水稻复杂性状基因的新途径。(2)首次成功分离克隆了控制水稻抗高温QTL基因TT1、水稻抗旱基因DCA1、水稻穗粒数QTL基因GNP1，分析了这些基因的功能，阐明了水稻重要农艺性状的分子遗传调控机理。这些将为快速培育适应全球气候变化的水稻新品种，提供理论依据和重要的基因资源。（3）成功克隆和功能鉴定镉积累和转运相关的QTL。并发现了水稻体内一种全新的镉转运机制，该机制不仅有利于控制细胞质中有毒镉的浓度， 而且还可用于改造水稻，让更多的镉从水稻根运到叶片的质外体中，在保障粮食安全生产的同时对水稻田污染进行修复。