籼稻开花期耐冷主效QTL的精细定位与克隆

近年来气候变化规律性越来越差，极端天气出现频率越来越高，低温冷害已造成水稻产量的严重损失。培育耐冷害水稻品种是提高其产量稳定性最有效的途径。申请人已筛选到耐冷性突出的籼稻品种996和冷敏感籼稻品种4628，并以之为亲本构建了重组自交系群体，筛选到149个多态性分子标记并构建了覆盖全基因组总长度为1910.8CM，标记间平均距离为12.82CM的遗传连锁图。以包含289个株系的重组自交系F10群体为材料，在开花期采用人工气候室低温和自然低温连续3年鉴定表型，以冷敏感指数为指标，在第10染色体RM6745和RM25681间定位到一个耐冷主效QTLqCTF-10。本项目通过选择目标株系与冷敏感品种4628回交获得目标主效QTL所在染色体区段分离的大群体，进行耐冷主效QTL的精细定位；通过生物信息学分析筛选候选基因，采用RT-PCR扩增分离克隆候选基因，并通过超表达或RNAi抑制技术确证候选基因。

1、进行了水稻开花期耐冷主效QTL的精细定位及克隆。选择195/4628 BC1F2群体作为耐冷主效QTL的精细定位群体，最终将水稻开花期耐冷主效QTLqCTF-10精细定位于分子标记RM25681和RM25687间，两者间的遗传距离为0.36 cM。根据日本晴第10染色体的物理图谱和标记位置，推断qCTF-10位于RM25681和RM25687间约49.26kb的物理区间内。在此区间内，共有6个注释的开放阅读框。.2、开展了水稻开花期耐冷生理机理研究。耐冷水稻品系996低温处理下花药开裂系数、花粉萌发率和中下部颖花不育花粉率与适温条件比较下降幅度小于冷敏感水稻品系4628，表明低温胁迫下耐冷水稻品种能保持较好的花粉散落特性和花粉育性及活力是其结实率较高的重要原因。此外，低温胁迫处理下，耐冷水稻品系996剑叶中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性均高于冷敏感水稻品系4628，而过氧化氢、丙二醛、超氧阴离子的含量及电解质渗漏率低于冷敏感水稻品系4628；且低温处理下996剑叶中可溶性蛋白质、脯氨酸含量的增幅大于冷敏感水稻品系4628，叶绿素含量的下降幅度小于冷敏感品系4628，这可能是996耐冷的生理原因。.3、开展了灌浆结实期低温胁迫对稻米品质影响的研究。结果表明，灌浆结实期低温有利于稻米的加工和外观品质，但不利于脂肪的合成；灌浆结实期前21天的温度对直链淀粉含量的影响较大。.4、进行了耐冷水稻品种的选育。用本项目的耐冷亲本996配制的超级杂交早稻组合陆两优996于2011年获湖南省科技进步二等奖。选育的不育起点温度低、耐受低温历期长的水稻两用核不育系C815S于2012年获国家技术发明二等奖。用C815S配组的耐低温能力强的杂交水稻组合C两优248、C两优7号、C两优386和C两优9号分别通过湖南省和国家审定。.