海稻86为何不怕咸? 测序技能确定水稻要害耐盐基因

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海稻86为何不怕咸? 测序技能确定水稻要害耐盐基因
“海稻86”为何不怕咸? 测序技能确认水稻要害耐盐基因视觉我国供图  土壤中盐的钳制严重影响水稻的成长发育,并下降其产值。因而,怎么运用数量性状基因座和连锁符号开发耐盐和高产水稻,是分子育种的要害选项。  近来,中科院西双版纳热带植物园热带稻种维护与遗传改进研讨组吴锋玲等,成功定位到“海稻86”耐盐相关基因。这一新的重要效果,对解析水稻耐盐机理,以及我国新的优质耐盐水稻种类的选育具有重要意义。  改进水稻的耐盐性很重要  在全球规模内,至少有6%的土地遭到盐分的影响,而浓度为50毫摩尔/升的盐水,会使很多水稻种类的产值削减一半。因而,尽力进步水稻的耐盐性,可有用添加边沿盐碱土地的运用率,并进步作物的产值,这对保证粮食安全、添加土地产出和削减贫穷都至关重要。  此前的调查研讨成果表明,水稻在麦苗、生殖和2—3叶期最简单遭到盐钳制的影响。盐度的凹凸,会在浸透钳制、离子毒性和氧化钳制3个阶段影响水稻成长。在精英种质资源中判定耐盐数量性状基因座或相关基因并将其应用于培养新的耐盐种类具有巨大的价值。  近年来,由袁隆平院士领衔的青岛海水稻研讨开展中心致力于“海水稻”研制,运用基因测序技能,筛选出天然抗盐、抗碱、抗病基因,经过惯例育种、杂交与分子符号辅佐育种技能,计划在3年内选育出可供产业化推行、每亩单产300公斤以上的耐盐水稻种类。现在开展中心现已获得阶段性效果,2016年实验栽培中打破亩产500公斤,2017年在运用含盐量0.6%咸水灌溉的实验田,小面积测产最高每亩单产到达621公斤。2018年筛选出176份优秀资料在全国5大典型盐碱地试种。  51个基因座与盐钳制相关  水稻大都指淡水稻。海稻不是新种类而是与水稻、旱稻并排的稻类。  1986年,我国农业科研人员陈日胜在罗文烈教授带领下,在广东省湛江市普查红树林资源时,在燕巢村海滨发现一株比人还高、看似芦苇但结着穗的稻子。在罗文烈教授叮咛下,陈日胜收下522粒种子,经过30多年的繁育,将这种海水稻种子连续至今,并将其命名为“海稻86”。  在此期间,陈日胜等人曾对在正常和高盐度条件下成长的“海稻86”进行转录组剖析,并判定了很多盐诱导的差异表达基因,他们将这些基因分为五肽重复序列宗族、过氧化物酶基因、消化道基因、多抗菌揉捏蛋白宗族基因、谷胱甘肽S-转移酶基因。“经过在不同盐浓度下成长的‘海稻86’的各种性状的全基因组相关剖析,此前的研讨发现了与盐钳制明显相关的51个基因座。”吴锋玲说。  “海稻86”虽已被证明具有很强的耐盐碱、耐淹和耐瘠薄土地成长的才能,但人们对这种名贵资源的知道和研讨还缺乏,对其耐盐性机理也不清楚,更没有数量性状基因座图谱或对其耐盐性机理的剖析报导。  分子符号定位出与耐盐性高度相关的基因座  吴锋玲和徐鹏研讨员、余迪求研讨员等人在此次最新研讨中发现,在盐土环境条件下,耐盐种质资源“海稻86”在麦苗期就表现出比一般水稻种类更高的耐盐性,遗传剖析成果显现对盐灵敏为显性。  他们运用“海稻86”为供体亲本,云南粳型水稻种类“滇粳优1号”为受体亲本,构建了F2集体并进行别离集体分组剖析法测序剖析,在1号染色体上确认了一个2.78Mb的区域作为候选区域。为了进一步缩小候选区域规模,他们还运用分子符号进行数量性状基因座定位,终究获得了一个对表型贡献率超越60%的主效数量性状基因座,并将其命名为qST1.1。研讨组进一步培养片段替换系和进入系,经过表型证明qST1.1的确与“海稻86”的耐盐性有关,并且具有较高的产值和质量。  这一新发现,为我国挑选耐盐水稻种类供给了一种新的有用途径,将有助于水稻耐盐机理的解析和运用分子选育优质耐盐水稻种类。相关研讨成果近期宣布在世界分子多样性维护安排旗下的《农艺学》期刊上。

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