DTSB-1中水稻复杂抗性遗传重叠区段Bin3.2的候选基因消减与功能鉴定

遗传复杂性严重制约以抗旱性和纹枯病抗性为代表的水稻复杂抗性分子育种。在双抗近等基因导入系DTSB-1的遗传重叠区段Bin3.2基础上，我们已经通过初步实验和信息学分析筛选到包括MRP在内128个候选基因，进一步实验将利用芯片结合RT-PCR检测Bin3.2区段内基因在DTSB-1与轮回亲本IR64间的胁迫下表达差异，消减候选基因；克隆并测序消减所保留基因的全长cDNA和上、下游调控序列（如转录调控区、5'和3'UTR等），根据特征区段在DTSB-1与IR64间的序列多态性确定Bin3.2候选基因；结合区段外基因在DTSB-1和IR64间的胁迫下表达谱差异，推测调控网络，初步验证酶学和代谢组学变化；同时，采用过表达和RNAi方法，在IR64背景下验证MRP等候选基因在双重抗性中的功能。本研究将初步阐明DTSB-1中Bin3.2的双抗分子机理，为水稻复杂抗性分子育种提供理论依据和功能基因。

我们利用基于高通量测序技术的全基因组基因型鉴定方法，对纹枯病和抗旱性双抗的近等基因导入系DTSB-1进行了全基因组的基因重分型，结果发现原先基于SSR标记选择的近等基因系（供体导入频率5.8%）在140个位点（Bin）上有供体导入的片段，这使得研究复杂程度大大增加。研究团队根据实际情况，适时调整了研究方向，将重点放在了对候选基因的有效消减上。通过全基因组表达谱芯片技术，我们检测了DTSB-1在两种胁迫条件下与IR64的全基因组表达的差异。结果发现了173个抗旱性差异表达基因和54个抗病性差异表达基因，均落在导入片段区间内。其中干旱胁迫特异上调表达的有97个、下调的有75个；纹枯病接种特异上调和下调表达均为27个。这中间有6个基因在两种胁迫条件下均有差异表达而且方向完全一致，上调和下调各3个；我们推测这几个基因很可能在DTSB-1的复杂抗性遗传重叠中起着关键着的作用。目前正在运用RNAi方法，验证这些选基因在双重抗性中的功能。本研究初步揭示了与DTSB-1双抗相关的分子机制，为水稻复杂抗性分子育种提供了候选的功能基因。