“海稻86”为什么没有怕咸? 测序技能锁定水稻关头耐盐基因

By | 2020年7月26日
   泥土中盐的勒迫重大影响水稻的成长发育,并升高其产量。因而,若何行使数目性状基因座以及连锁标志开发耐盐以及高产水稻,是份子育种的要害选项。
 
  近日,中科院西双版纳寒带动物园寒带稻种维护与遗传改进钻研组吴锋玲等,胜利定位到“海稻86”耐盐相干基因。这一新的首要效果,对解析水稻耐盐机理,和我国新的优质耐盐水稻种类的选育具备首要意思。
 
  改善水稻的耐盐性很首要
 
  正在寰球范畴内,至多有6%的土地遭到盐分的影响,而浓度为50毫摩尔/升的盐水,会使泛滥水稻种类的产量缩小一半。因而,致力晋升水稻的耐盐性,可无效添加边沿盐碱土地的行使率,并进步作物的产量,这对保证食粮平安、添加土地产出以及缩小贫穷都至关首要。
 
  此前的考察钻研后果标明,水稻正在幼苗、生殖以及2—3叶期最容易遭到盐勒迫的影响。盐度的高下,会正在浸透勒迫、离子毒性以及氧化勒迫3个阶段影响水稻成长。正在精英种质资本中鉴定耐盐数目性状基因座或相干基因并将其使用于培育新的耐盐种类具备微小的代价。
 
  最近几年来,由袁隆平院士领衔的青岛海水稻钻研倒退中心努力于“海水稻”研发,行使基因测序技巧,挑选出自然抗盐、抗碱、抗病基因,经过惯例育种、杂交与份子标志辅佐育种技巧,方案正在3年内选育出可供工业化推行、每一亩单产300千克以上的耐盐水稻种类。今朝倒退中心曾经获得阶段性效果,2016年实验莳植中打破亩产500千克,2017年正在应用含盐量0.6%淡水浇灌的试验田,小面积测产最高每一亩单产达到621千克。2018年挑选出176份优异资料正在天下5年夜典型盐碱地试种。
 
  51个基因座与盐勒迫相干
 
  水稻年夜都指咸水稻。海稻没有是新种类而是与水稻、旱稻并列的稻类。
 
  1986年,我国农业科研职员陈日胜正在罗文烈传授率领下,正在广东省湛江市普查红树林资本时,正在燕巢村海边发现一株比人还高、看似芦苇但结着穗的稻子。正在罗文烈传授叮咛下,陈日胜收下522粒种子,经过30多年的繁育,将这类海水稻种子连续至今,并将其定名为“海稻86”。
 
  正在此时期,陈日胜等人曾对正在失常以及高盐度前提下成长的“海稻86”进行转录组剖析,并鉴定了年夜量盐诱导的差别表白基因,他们将这些基因分为五肽反复序列家族、过氧化物酶基因、消化道基因、多抗菌挤压卵白家族基因、谷胱甘肽S-转移酶基因。“经过正在没有同盐浓度下成长的‘海稻86’的各类性状的全基因组相干剖析,此前的钻研发现了与盐勒迫明显相干的51个基因座。”吴锋玲说。
 
  “海稻86”虽已被证实具备很强的耐盐碱、耐淹以及耐瘠薄土地成长的才能,但人们对这类贵重资本的意识以及钻研还有余,对其耐盐性机理也没有分明,更不数目性状基因座图谱或对其耐盐性机理的剖析报导。
 
  份子标志定位出与耐盐性高度联系关系的基因座
 
  吴锋玲以及徐鹏钻研员、余迪求钻研员等人正在这次最新钻研中发现,正在盐土环境前提下,耐盐种质资本“海稻86”正在幼苗期就体现出比一般水稻种类更高的耐盐性,遗传剖析后果显示对盐敏感为显性。
 
  他们行使“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群体并进行别离群体分组剖析法测序剖析,正在1号染色体上确定了一个2.78Mb的区域作为候选区域。为了进一步减少候选区域范畴,他们还行使份子标志进行数目性状基因座定位,终极取得了一个对表型奉献率超越60%的主效数目性状基因座,并将其定名为qST1.1。钻研组进一步培育片断交换系以及渗入系,经过表型证明qST1.1的确与“海稻86”的耐盐性无关,并且具备较高的产量以及质量。
 
  这一新发现,为我国抉择耐盐水稻种类提供了一种新的无效路子,将有助于水稻耐盐机理的解析以及行使份子选育优质耐盐水稻种类。相干钻研后果近期宣布正在国内份子多样性维护组织旗下的《农艺学》期刊上。