孙平勇 张武汉 张 莉 舒 服 何 强 彭志荣 邓华凤,3,*

水稻氮高效、耐冷基因功能标记的开发及其利用

孙平勇1张武汉1张 莉2舒 服1何 强1彭志荣1邓华凤1,3,*

1湖南杂交水稻研究中心杂交水稻国家重点实验室, 湖南长沙 410125;2湖南省核农学与航天育种研究所, 湖南长沙 410125;3湖南省农业科学院, 湖南长沙 410125

通过分子标记辅助选择(molecular marker-assisted selection, MAS)培育氮高效水稻品种是减少氮肥使用量、发展绿色农业和可持续农业的一个重要途经。水稻基因编码生长调节因子蛋白, 编码区第487和488碱基由TC变异为AA, 导致丝氨酸突变为赖氨酸, 使得水稻具有氮高效利用、高产和耐冷的特性。为了提高基因在育种中的选择效率, 本研究根据功能SNP (single nucleotide polymorphism)位点设计和筛选出等位基因特异PCR (polymerase chain reaction)功能标记PF+DMR+PR和PF+XMR+PR。利用此功能标记对不同品种(品系)和川大粒/巨穗稻的F2群体进行基因型检测, 结合测序分析验证, 能准确快速鉴定的纯合显性、纯合隐性和杂合基因型, 且具有操作简单、成本低的特点。本研究开发的功能标记为通过MAS方法利用基因培育氮高效、高产和耐冷水稻新品种提供了技术支撑。

水稻; 氮高效利用; 耐冷;基因; 等位基因特异性PCR

2020年5月, 世界实时统计数据显示全球人口已达77.85亿。按照每年1亿的增长速度, 到2050年, 全球人口总数将接近100亿。据预测, 到本世纪中叶全世界的农业水平要比2005年提高60%~120%才能养活100亿人口。水稻是最重要的粮食作物之一, 稻谷的增产与稳产对我国乃至世界的粮食安全至关重要。适量的氮肥使用对于提高水稻产量和改善稻米品质起着重要作用。……