东乡野生稻基因渗入系的构建及其遗传与表观遗传研究

野生种基因渗入系是深入研究和利用野生优异基因、QTL精细定位与分析的优良材料。研究野生种基因渗入诱发的遗传与表观遗传变异特点及其分子机制，对阐明该物种的起源和系统演化具有十分重要的意义，对指导作物品种改良也具有重要的理论和实践价值。 .因此，本项目利用全球分布最北的普通野生稻、国家二级保护植物-东乡野生稻，栽培稻，以及我们前期创制的高代回交自交群体为试材，将分子标记辅助选择与荧光原位杂交（FISH）相结合，构建并评价东野基因渗入系。采用SSR、AFLP、和甲基化敏感多态性（MSAP）等技术分析各世代渗入系DNA序列及其甲基化模式变化特征。同时采用RT-PCR、Southern Blot和SSAP技术分析逆转座子与渗入系基因表达的关系，从而探明东野基因渐渗诱发栽培稻遗传与表观遗传的变化特点及其分子机制，进而阐明渗入系优异性状形成的分子机理，为丰富水稻的渐渗杂交理论和进化理论提供有力证据。

本项目利用全球分布最北的普通野生稻、国家二级保护植物—东乡野生稻，栽培稻，以及我们前期创制的高代回交自交群体为试材，利用SSR和AFLP等分子标记标记辅助选择与细胞学相结合，构建并评价了一批携带东乡野生稻优异基因（如耐冷、抗旱和耐低磷）的渗入系。采用SSR、AFLP和甲基化敏感多态性（MSAP）等技术分析了各世代渗入系DNA序列及其甲基化模式变化特征。同时采用RT-PCR和SSAP技术分析逆转座子与渗入系基因表达的关系。结果发现，东乡野生稻一些DNA片段已经渐渗到栽培稻中，基因组覆盖率达90%以上。同时受体基因组在经历外源DNA渐渗的过程中发生了广泛的遗传与表观遗传变化，包括基因组序列的非孟德尔式变化、DNA甲基化、转座子激活等。实时荧光定量PCR检测结果显示, IL5335和IL5243中houba, osr15以及osr17逆转录酶的表达量均远高于受体亲本中的表达量(表达量增加1.50-5.07倍)。这些结果为探明东野基因渐渗诱发栽培稻遗传与表观遗传分子机制，进而阐明渗入系优异性状形成的分子机理以及渐渗杂交理论奠定了重要基础。