水稻杂种花粉不育基因Sc的分子进化蔡千惠

序号： 编码： 第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛华南农业大学选拔赛作品申报书 作品名称： 水稻杂种花粉不育基因Sc的分子进化 所在学院： 农学院 申报者姓名 （集体名称）： 蔡千惠 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作A类科技发明制作B类说 明1. 申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请用4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字以内, 调查报告类每篇在15000字以内。6其他参赛事宜请向校团委咨询。联系电话：85283396，电子邮箱：A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写 个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）； 2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者情况姓 名蔡千惠性别女出生年月1988年9月所在学院农学院专业农学生物技术现学历本科年级06级学制 四年入学时间2006年9月作品全称水稻杂种花粉不育基因Sc的分子进化毕业论文题目水稻抗寒种质资源的筛选与定位群体的构建通讯地址华南农业大学跃进南34栋211宿舍邮政编码510640单位电住地通讯地址华南农业大学跃进南34栋211宿舍邮政编码510640住宅电作者情况姓 名性别年龄学历所在单位资 格 认定学院学籍管理部门意见 是否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： 200630010301 （学院盖章） 2008 年 12 月 12日院系负责人或导师意见 本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。 是 否负责人签名： 年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称作品分类（ D ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路通过对不同来源水稻及野生稻的Sc基因进行分子标记检测及测序分析，阐明Sc基因的分子进化。 基本思路： 1 根据候选基因的测序结果，利用基因内部分子标记筛选不同来源的籼稻、粳稻、AA组野生稻以及其他组基因组野生稻。2 利用Southern杂交进一步验证内容1的结果3 根据内容1中分子标记的检测结果，挑选不同来源水稻的几个样进行测序，分析测序结果探讨Sc基因的进化。实验方案：作品的科学性、先进性及独特之处根据Sc基因的分子进化来探索水稻的籼粳分化，从分子水平揭示水稻的遗传分化，为进一步探讨稻属的起源和进化提供理论依据。作品的实际应用价值和现实意义野生稻驯化为栽培稻，其中亚洲栽培稻又分为籼稻和粳稻。籼稻和粳稻杂交容易产生不育或育性较低的F1植株,成为限制籼、粳稻杂种优势利用的瓶颈.因此,了解所用亲本籼稻和粳稻的遗传分化程度对于籼、粳稻杂种优势的利用和培育高产、优质的杂交稻具有重要指导作用.长期以来,程氏六性状指数法是农业生产上用于籼、粳品种鉴定的主要方法.但难用传统的方法来研究水稻的籼-粳分化程度.因此,开发新型的分子标记来准确鉴定籼稻和粳稻,并且用其研究水稻的进化非常必要.本实验室用分子标记和southern杂交以及测序检测等位基因的变异，对比籼稻或粳稻的特有分子标记，探索Sc基因座的分子进化。全基因组序列比对获得的差异片段所设计的InDel引物,凭借其对籼、粳稻品种鉴定的准确性、检测的方便性以及在基因组上明确的位置,已成为水稻研究中的一种崭新的分子标记,将在揭示水稻遗传分化的内在机制、功能基因定位、籼-粳杂交的分子辅助育种以及稻属的起源和进化等研究中发挥重要作用.学术论文文摘水稻的籼-粳分化是一个缓慢的进化过程，对于籼-粳亚种的起源存在若干假说，主要有两个假说：“籼粳同源”的一源论和“籼粳异源”的二源论。本研究试图通过对不同来源的籼稻，粳稻，AA组野生稻以及其他组基因组野生稻用基因内部的分子标记、southern杂交以及测序检测等方法分析Sc基因的分子进化，探讨基因本身的起源与分化。作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励无鉴定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录PCR技术，聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，琼脂糖凝胶电泳技术，Southern杂交技术。聚丙烯酰胺凝胶电泳技术的改进及其在cDNA-AFLP分析中的应用，曹蕾等，Journal ofFujian Agriculture and ForestryUniversity (NaturalScience Edition) 1671-5470(2007)04-0389-03 琼脂糖凝胶电泳实验技巧，刘水平,罗志勇，实用预防医学1006-3110(2006)04-1068-02普通野生稻中NBS-LRR类基因的克隆及Southern杂交，邢姗姗,胡汉桥等，Journal of Guangdong Ocean University 1673-9159(2007)03-0112-05申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量）申报论文一篇科研管理部门签章 2008年 12 月 12 日C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。水稻是重要的粮食作物之一，全球有一半人以水稻为主食。建国以来，水稻育种发生了两次革命，第一次是上世纪五、六十年代，以矮化育种为主要内容的“绿色革命”，通过提高水稻的收获指数和抗倒伏能力，增加了水稻的单产；第二次是七十年代杂交稻的育成和推广，以利用水稻品种间的杂种优势而增加了水稻的产量。这两次育种革命，使我国水稻产量有了大幅度的提高，也对世界水稻生产产生了巨大影响。但是八十年代以后，水稻品种的产量上升幅度有限。国内外许多农业科学家将进一步提高水稻单产的希望寄托在籼梗杂种优势利用和株型育种结合上(张桂权，1997)。1981年石明松发现了“光敏核不育基因(PGMS)”，后池桥宏等人(1984)提出了籼粳杂交不亲和性及广亲和性的概念。袁隆平(1997)在杂交水稻超高产育种战略中提出利用亚种间优势的思路。栽培稻(Oryza sativaL.)是世界上最重要的粮食作物之一，在其11 500多年的栽培驯化历史中因适应不同的农业生态环境，亚洲栽培稻形成了丰富的遗传多样性和明显的遗传分化，产生了适应于热带和亚热带低纬度地区种植的籼稻(Indica)生态型和适应于高纬度和高海拔冷环境种植的粳稻(Japonica)生态型。籼稻与粳稻分别代表了亚洲栽培稻中两个具有一定生殖隔离的基因库(gene pool)，它们之间在形态性状、农艺性状和生理生化反应等方面存在明显的差异.利用籼稻和粳稻之间遗传上的差异进行杂交获得较高的杂种优势是实现水稻超高产育种目标的途径之一。然而，籼稻和粳稻杂交容易产生不育或育性较低的F1植株，成为限制籼、粳稻杂种优势利用的瓶颈。因此，了解所用亲本籼稻和粳稻的遗传分化程度对于籼、粳稻杂种优势的利用和培育高产、优质的杂交稻具有重要指导作用。而在水稻育种中，准确地鉴定籼稻和粳稻品种，对于优化杂交组合，获得优良品种也非常必要。长期以来，程氏六性状指数法是农业生产上用于籼、粳品种鉴定的主要方法。近20年来，生化(同工酶)标记和分子标记的不断被开发和运用于籼稻和粳稻的鉴定及其遗传分化的研究，对于水稻育种和进化的研究都起到了积极的推动作用。水稻的籼-粳分化是一个缓慢的进化过程，对于籼-粳亚种的起源存在若干假说，主要有两个假说：“籼粳同源”的一源论和“籼粳异源”的二源论。其中“籼粳同源”的一源论认为籼粳都来自于普通野生稻，而“籼粳异源”论认为籼稻与粳稻是分别从各自的祖先野生稻演化而来，即原始型普通野生稻演化成偏籼型普通野生稻和偏粳型普通野生稻，再分别演化籼稻和粳稻，水稻的籼-粳分化发生在人为驯化开始之前的野生状态。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮政编码单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 2008 年 12 月 12 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮编单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 签章日期 2008 年 12 月 12 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明F参赛作品打印处一、项目简介：对不同来源的籼稻，粳稻，AA组野生稻以及其他组基因组野生稻用分子标记和soundthern杂交以及测序检测等位基因的变异，探索Sc基因座的分子进化。二、立项依据（项目的意义、现状分析）水稻是重要的粮食作物之一，全球有一半人以水稻为主食。建国以来，水稻育种发生了两次革命，第一次是上世纪五、六十年代，以矮化育种为主要内容的“绿色革命”，通过提高水稻的收获指数和抗倒伏能力，增加了水稻的单产；第二次是七十年代杂交稻的育成和推广，以利用水稻品种间的杂种优势而增加了水稻的产量。这两次育种革命，使我国水稻产量有了大幅度的提高，也对世界水稻生产产生了巨大影响。但是八十年代以后，水稻品种的产量上升幅度有限。国内外许多农业科学家将进一步提高水稻单产的希望寄托在籼梗杂种优势利用和株型育种结合上(张桂权，1997)。1981年石明松发现了“光敏核不育基因(PGMS)”，后池桥宏等人(1984)提出了籼粳杂交不亲和性及广亲和性的概念。袁隆平(1997)在杂交水稻超高产育种战略中提出利用亚种间优势的思路。栽培稻(Oryza sativaL.)是世界上最重要的粮食作物之一，在其11 500多年的栽培驯化历史中因适应不同的农业生态环境，亚洲栽培稻形成了丰富的遗传多样性和明显的遗传分化，产生了适应于热带和亚热带低纬度地区种植的籼稻(Indica)生态型和适应于高纬度和高海拔冷环境种植的粳稻(Japonica)生态型。籼稻与粳稻分别代表了亚洲栽培稻中两个具有一定生殖隔离的基因库(gene pool)，它们之间在形态性状、农艺性状和生理生化反应等方面存在明显的差异.利用籼稻和粳稻之间遗传上的差异进行杂交获得较高的杂种优势是实现水稻超高产育种目标的途径之一。然而，籼稻和粳稻杂交容易产生不育或育性较低的F1植株，成为限制籼、粳稻杂种优势利用的瓶颈。因此，了解所用亲本籼稻和粳稻的遗传分化程度对于籼、粳稻杂种优势的利用和培育高产、优质的杂交稻具有重要指导作用。而在水稻育种中，准确地鉴定籼稻和粳稻品种，对于优化杂交组合，获得优良品种也非常必要。长期以来，程氏六性状指数法是农业生产上用于籼、粳品种鉴定的主要方法。近20年来，生化(同工酶)标记和分子标记的不断被开发和运用于籼稻和粳稻的鉴定及其遗传分化的研究，对于水稻育种和进化的研究都起到了积极的推动作用。水稻的籼-粳分化是一个缓慢的进化过程，对于籼-粳亚种的起源存在若干假说，主要有两个假说：“籼粳同源”的一源论和“籼粳异源”的二源论。其中“籼粳同源”的一源论认为籼粳都来自于普通野生稻，而“籼粳异源”论认为籼稻与粳稻是分别从各自的祖先野生稻演化而来，即原始型普通野生稻演化成偏籼型普通野生稻和偏粳型普通野生稻，再分别演化籼稻和粳稻，水稻的籼-粳分化发生在人为驯化开始之前的野生状态。本研究前期已对水稻籼粳亚种花粉不育基因Sc进行精细定位并已确定候选基因，发现该基因在籼稻中存在两个同源拷贝，而粳稻只有一个拷贝；同时在基因序列内部也存在一些差异。因此本项目试用基因内部的分子标记并结合southern杂交以及测序等手段检测不同来源的籼稻，粳稻，AA组野生稻以及其他组基因组野生稻的等位基因的变异，探索