光敏和温敏不育基因聚合系光温反应特性研究

Two-line hybrid rice has made a huge contribution to food production. Elucidated response pattern and mechanism of two-line sterility gene to environment provide theoretical basis for new stable sterile line breeding and research on the mechanism of fertility transition temperature. Based on the result of our previous research, the present study set out to obtain elite sterile lines with PGMS and TGMS gene pyramiding by geneome editing technology and tranditional breeding method. The response of two genes pyramiding lines to environments will be studied by treatment with different day length and temperature, which providing theoretical basis for new stable sterile line breeding, promoting two-line hybrid rice breeding in China and dealing with potential climate risks to seeds production. Thus, this project has important scientific significance and limitless applications.

两系杂交水稻为粮食生产做出了巨大贡献，明晰两系不育基因对环境的应答模式及机理不仅为定向培育环境稳定型的水稻新型不育系提供理论依据，也为光温反应的机理研究提供基础。我们前期研究已证实温敏不育基因RNaseZ的普遍存在性及我国两系不育系携带的不育基因与品种系谱之间的不一致性，在此基础上，本研究拟采用现代基因组编辑技术及传统育种这两种方法同时培育聚合光敏和温敏不育基因的优良不育系；利用不同的光照长度和温度条件处理，探讨两个不育基因的聚合系的光温反应特性及生产应用潜力；为定向培育环境稳定型的水稻新型两系不育系提供理论支撑；带动我国的两系杂交水稻新品种（组合）选育，应对年度气候变化带来的制种风险，项目具有重要的科学意义与广阔的应用前景。

两系杂交水稻为粮食生产做出了巨大贡献，明晰两系不育基因对环境的应答模式及机理不仅为定向培育环境稳定型的水稻新型不育系提供理论依据，也为光温反应的机理研究提供基础。基于前期研究基础，本研究利用传统育种和现代基因编辑技术同时培育聚合光敏和温敏不育基因的优良不育系；利用不同的光照长度和温度条件处理，从而得到两个不育基因的聚合系的光温反应特性。主要结果如下：1、利用分子标记辅助选择的方法，在两系不育系平8S和CP61分离群体中，获得聚合有光敏与温敏不育基因的不育系35个，只含有光敏不育基因的株系10个，只含有温敏不育基因的株系25个。2、利用不同的光照长度和温度条件处理，结果显示，同时含有光敏不育基因lncR和温敏不育基因RNZ的株系在28℃-24℃条件下，不论光照长度多少，均表现为稳定的不育；而在22℃条件下，光照越长，不育越稳定。而只含有单个不育基因的不育系的育性会受到光照和温度不同程度的影响。表明含有两个不育基因的不育系，其不育性状较只含有1个不育基因的育系更为稳定，临界温度和光照更低，可能更加适合于实际的育种应用。本研究结果为定向培育环境稳定型的水稻新型两系不育系提供理论支撑。