控制稻米镉积累的基因发掘和鉴定

项目名称： 控制稻米镉积累的基因发掘和鉴定

项目编号： No.31471932

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 农业科学

项目作者： 练兴明

作者单位： 华中农业大学

项目金额： 85万元

中文摘要： 我们前期的研究工作中收集了具有丰富遗传多样性的水稻种质资源材料533份，进行了全基因组测序，每份材料均获得了大于1Gb的序列，覆盖水稻基因组2.5倍以上。利用这些序列我们鉴定了6,551,358个SNP位点。武汉大田种植这些种质材料，发现在镉的吸收、转运和籽粒镉积累方面存在非常大的变异。本项目拟在镉轻度污染和中度污染的土壤环境下全面分析这些材料中镉的吸收、转运以及稻米中镉的积累情况，利用全基因组关联分析的方法鉴定控制镉吸收、转运和积累的新基因。结合本实验室的全基因组表达谱信息，筛选2-3个候选基因进行遗传转化，验证其功能。同时分析OsNRAMP5（一个在前期工作中已经鉴定的镉吸收转运的重要基因）不同的基因型和镉吸收、积累功能上的关系，筛选镉极端低吸收的单倍型， 发展分子标记，利用分子标记辅助选择的方法将控制镉吸收、积累的优良等位基因导入到水稻主栽品种中去，创制低镉积累的水稻新材料。

中文关键词： 水稻；镉；全基因组关联分析；吸收；转运

英文摘要： We have collected a set of germplasm consisted of 533 accessions of cultivated rice O. sativa L. selected to represent both the genetic diversity in the cultivated species and the usefulness in rice improvement. Genomic DNA was sequenced on the Illumina HiSeq 2000 in the form of 90-bp paired-end reads to generate high quality sequences of more than one gigabase per accession (>2.5× per genome). From these sequences data, 6,551,358 high quality SNPs were identified. In this project we will analysis the Cd uptake, translocation and accumulation in grain in different rice germplasm grown in different Cd contaminated soil, and perform genome-wide association study (GWAS) to identify candidate genes for controlling the Cd uptake and accumulation. Then we will select 2-3 candidate genes for functional test by genetic transformation in rice. Also, we will analysis the different gene haplotype of OsNRAMP5, a gene plays crucial roles in Cd uptake and translocation, select haplotype with the lowest Cd accumulation to develop molecular marks and using molecular mark assisted selection to produce new rice materials for rice breeding towards low Cd accumulation.

英文关键词： rice;Cd;genome-wide association study;uptake;translocation