拟利用本课题组选育并独立拥有的来源于野生稻和栽培稻杂交后代的同源正反向温敏不育姊妹系的反向温敏核不育系N13(湘科鉴1992年120号)与携带有广亲和基因、一定籼稻背景的偏粳型育性正常的水稻品种如中1159等杂交,构建F2分离群体,在已将反向温敏核不育基因rtms2(暂定名)遗传定位于9号染色体位的SSR标记RM24538和RM257之间、物理距离约为640Kb的基础上,再通过扩大定位群体,筛选定位区间已知的SSR标记及开发新型DNA标记进行rtms2精细定位,再结合差异序列及表达分析确定候选基因,构建表达载体进行互补实验,克隆和鉴定该反向温敏不育基因,研究探讨反向不育的分子机制;同时开发与该不育基因之辅助选择有关紧密连锁的分子标记。这对丰富水稻功能基因遗传图谱,克隆具有自主知识产权的温敏核不育基因及发展该雄性不育基因的分子标记指导雄性不育杂种优势利用的育种实践等都具有十分重要的意义。
Oryza sativa L;reverse thermo-sensitive genic male sterile lines;molecular marker;fine mapping;gene cloning
迄今为止只有两个rtms基因rtms1和tms6(t)定位的报道。我们利用反向不育系81S和中1159构建一个F2分离群体,其中获得不育株177株,共筛选到13 对多态性的SSR和STS标记,为了进一步定位,开发了61个InDels标记和13个CAPs/dCAPs 标记,分别检测到11 InDels标记个和5个CAPs/dCAPs标记具有多态性。利用这些标记将rtms2定位在10号染色体上InDel53和InDel12之间,物理距离为130kb,并且与InDel60共 分离。查找水稻基因注释的公开信息,130kb的区间内有12个注释的基因。令人感兴趣的有蛋白磷酸酶2C基因,β-1,3葡聚糖葡萄糖苷酶前体,花粉特性的C13蛋白前体和一个AP 2转录因子。这为我们的后续研究提供了重要的信息。利用反向温敏不育系N13和中1159构建的分离群体总共获得45个不育单株用来进行定位。在确定了多态性分子标记之后,利用这些标记分析群体发现,rtms3与9号染色体 上的标记连锁。利用9号染色体上的8对多态性标记分析F2不育群体,统计结果 发现从E21191到S15528,交换次数不断减少,而从RM6532到E61552,交换次数也在减少 ,两端的交换株不重合,说明rtms3位于E61552和S15528之间。统计结果计算 重组率和遗传距离,E61552和S15528与rtms3的遗传距离分别为2.22cM和4.45cM。这对其基因分离与功能鉴定打下良好基础。同时也可以将这些紧密连锁的分子标记用于该基因的分子标记辅助选择育种,具有理论与实践意义。但令人遗憾的是本研究历时4年6次构建两个反向温敏不育系的4个分离群体,无论采取海南自然低温还是云南高原低温或者低温冷水灌溉均没有将反向温敏不育分离群体的所有单株表型作出成功鉴定,最终导致无法精细定位。