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亚洲栽培稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球近一半人口以稻米作为主食。随着人口的快速增长,预计到2030年,水稻产量需要在现有基础上增长40%才能满足人口增长的需要。近年来,由于改良品种的广泛应用和育种家对亲本选择的偏好,水稻的遗传基础越来越狭窄,水稻产量出现了徘徊不前的尴尬局面。长雄野生稻是亚洲栽培稻的野生近缘种之一,具有丰富的遗传变异,是亚洲栽培稻改良的重要基因库。但是长雄野生稻和亚洲栽培稻之间存在着严重的生殖隔离,致使其杂种F1表现严重的胚败育及杂种不育,极大地限制了长雄野生稻的有利基因向亚洲栽培稻转移。 本实验室成员利用亚洲栽培稻RD23和长雄野生稻为亲本杂交培育的BC7F2定位群体,在第六染色体长臂末端定位到一个新的雄配子不育基因,并将其命名为S44(t)。本研究利用BC7F2群体的自交后代,对S44(t)进行精细定位和候选基因的测序分析。主要研究结果如下: (1)在S44(t)初步定位的基础上,在定位区间内开发新的InDel标记,利用侧翼分子标记法,将S44(t)精细定位在InDel标记OL3019-2和OL3025-1之间。以日本晴基因组序列为参考,定位区间约为61.6 kb。 (2)基因在线预测结果显示,在精细定位区间内共有8个ORFs。在这8个ORFs中,LOC_Os06g49890编码一个含有卷曲螺旋结构域的90 A线粒体前体蛋白;LOC_Os06g49920编码一个表达蛋白;LOC_Os06g49930编码一个F-box家族蛋白。 LOC_Os06g49900、 LOC_Os06g49910、 LOC_Os06g49940、LOC_Os06g49950和LOC_Os06g49960都编码一个假定的反转录转座子蛋白。 (3)对两亲本及交换株的定位区间内基因组序列进行测序,比对结果发现,在亲本RD23和在目标区段具有RD23基因型的重组株中只有LOC_Os06g49890,长雄野生稻和在目标区段具有长雄野生稻基因型的重组株中同时存在LOC_Os06g49890、LOC_Os06g49920和LOC_Os06g49930。结合蛋白质功能预测结果,推测LOC_Os06g49890、LOC_Os06g49920和LOC_Os06g49930三个都可能是S44(t)的候选基因。 (4)本实验还选取了27份亚洲栽培稻和19份AA基因组野生稻材料用于目标区段基因组的进化研究。通过5个分子标记在27份亚洲栽培稻和19份野生稻材料中的进化分析结果,进一步验证了在AA基因组中,长雄野生稻和短舌野生稻与亚洲栽培稻的亲缘关系更远。