本项目通过系统比较水稻两个测序品种之间所有抗病基因的遗传多样性及变异规律,根据等位配对基因核苷酸差异度的大小、基因在基因组中存在的方式以及基因之间的宗系关系等参数,将水稻基因组R基因大致分为四类即,十分保守的R基因(第I类),其具有极其有限的遗传差异;丰富的遗传变异类型R基因(第III类);遗传变异适中类型(第II类);以及"存在/缺失"(P/A)类型R基因(第IV类)。其中约65%的基因对具有很低的核苷酸差异度,剩下35%的基因对则具有丰富的遗传差异,核苷酸平均差异度为5.4%,远大于保守类型R基因的差异度。在全基因组R基因分类的基础上,我们随机选取44个具有代表性的R基因,分别在21个栽培稻和14个野生稻中进行扩增与测序。研究结果支持水稻R基因四种基本变异模式的归类。针对"为什么抗病基因在品种间存在特别巨大的遗传差异"的理论难题。提出了"同源抗病基因间在染色体上的不对称分布,形成分子水平的遗传隔离机制,是造成这种差异的原因"。研究表明了该假说的正确性。本研究首次从整体上概括全基因组抗病基因的遗传变异规律,首次在分子水平引入遗传隔离机制,在实践和理论上都具有重要意义。
英文主题词Disease resistance genes; Genomic comparison; Rice; Genetic variations; Molecular isolation mechanism