[00020738]稻米品质性状遗传规律与相关基因克隆及表达调控研究

　　稻米品质是遗传特性和环境因素共同作用的结果，而复杂性状的遗传表现受多基因体系、基因与基因互作、基因与环境互作等效应控制，国际上已有的双列杂交遗传模型不能有效分析F2等分离世代、无法剖解基因的上位性及各种复杂遗传效应，长期以来缺乏能够深入研究复杂数量性状发育遗传规律的有效手段。项目组经过近十年的研究，发现稻米品质性状表现同时受制于胚乳、细胞质和母体植株遗传体系的调控，基因加性效应和细胞质效应在稻米品质性状发育中起着主要作用。 　　建立了一套表观直链淀粉含量（AAC）近等基因系，探明了携带不同Wx基因的品质特点。揭示了水稻淀粉合成基因组成员，发现淀粉合成代谢相关基因5个亚族中均有两类基因，一类在叶片与早期胚中表达，另一类在胚中表达，进一步明确了淀粉合成代谢基因的进化机制。完成了品质性状、千粒重数量基因位点（QTLs）与淀粉合成基因的整合图谱。克隆了14个水稻淀粉合成基因，阐明了水稻淀粉合成相关基因的表达调控及功能，探明了这些基因在不同组织与时空的表达模式，环境温度、氮营养、光周期对基因表达方式的调控机制。在国际上首次应用新创建的一系列双列杂交模型，有效地分析出各种复杂的遗传效应及非平衡数据，能在估算各项方差分量、协方差分量和遗传率的同时，无偏预测各项效应值，解决了国内外其他遗传模型无法做到的品质性状动态发育遗传效应等问题。 　　本项目属国际农业科学领域的前沿研究，以稻米品质改良为目标，在自主克隆一系列相关基因的基础上，系统地开展稻米品质遗传与环境调控机制的研究。在遗传理论、基因资源、基因操作等方面为稻米分子改良提供新的依据和资源。克隆的基因全部在国际基因库登录，并在国内外相关研究中得到应用。发表论文26篇，其中SCI收录13篇、EI收录1篇、一级学报7篇，引用113次，其中他引68次。三位同行院士认为该研究已达国际领先（先进）水平。