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水稻耐盐相关QTL,SKC1的定位、克隆及功能分析

任仲海  
【摘要】:土壤盐渍化正越来越严重地威胁着水稻的产量,因此,了解水稻的耐盐机制,进而培育出耐盐的水稻品种,势在必行。我们利用著名的耐盐籼稻品种Nona与盐敏感的优质粳稻品种越光杂交得来的F2及相应的F3群体,进行QTL分析,定位到一些与水稻耐盐相关的QTLs。SKC1是一个与水稻地上部分K+浓度相关的主效QTL,它可以解释40.1%的K+浓度表型变异。我们利用以越光为轮回亲本的BC2F2群体中192个单株及其相应的BC2F3株系进行精细定位,将SKC1定位于STS标记K159与K061-2之间3.2 cM内,与CAPS标记K0625紧密连锁。利用标记K159与K061-2,从含有2973株的BC2F2或BC3F2群体中筛选出133个交换个体,从这133个株系挑选出30个株系,用BC2F4或BC3F4进行表型鉴定。经高精确度连锁分析,将SKC1限定于CAPS标记Pr和K036之间约7.4 kb内。该区域内只有一个候选基因,利用PCR技术从Nona的cDNA文库中获得SKC1的全长ORF。Blast分析表明SKC1属于HKT基因家属的新成员。序列分析显示SKC1基因由3个外显子和2个内含子构成,Nona和越光的SKC1有4个氨基酸的差异。我们利用Nona的启动子区加ORF成功地进行了遗传互补实验。启动子加GUS转基因水稻分析表明SKC1只在维管束中表达,主要集中在木质部周围的薄壁细胞。GUS以及RT-PCR分析显示SKC1在根部有较强的表达。同时,我们选育了含有5 cM Nona基因组片断的NIL(SKC1)(BC5F2)来研究SKC1的功能。在140 mM NaCl处理条件下,和轮回亲本越光相比,NIL(SKC1)地上部分能够保持更高的K~+和更低的Na~+;


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