我所水稻分子设计育种团队在水稻低温萌发基因挖掘方面取得进展

水稻起源于热带和亚热带，与小麦、大麦和大豆等其他粮食作物相比，更容易受到低温胁迫的负面影响。低温是水稻生产的一个重要制约因素，低温通常会导致水稻在发芽和幼苗期等生长旺盛阶段的秧苗成活率降低、生长迟缓和分蘖减少，进而直接影响水稻的产量和品质。挖掘调控水稻低温萌发的优异基因将有助于阐释水稻耐直播的分子调控机制，为耐直播稻提供优异的遗传资源。

近日，我所水稻分子设计育种倪大虎研究员团队在《Frontiers in Plant Science》期刊上在线发表了题为“Analysis of genome-wide association studies of low-temperature germination in Xian and Geng rice”的研究论文。

在该研究中，我们对粳稻和籼稻的低温萌发率进行了综合评估，结果显示，粳稻在前5天的低温萌发率优于籼稻，第5天开始籼稻的低温萌发率逐渐超过粳稻。表明粳稻的耐低温能力优于籼稻，但籼稻可能随着时间的推移逐渐适应低温环境。为了进一步分析3-9天的低温萌发率相关位点，我们对包含273个水稻样本的自然群体进行了重测序分析，获得约493万个SNPs，随后利用最佳线性无偏预测（BLUP）值对7个低温发芽相关性状进行了全基因组关联分析（GWAS），发现了 95 个QTLs和 1001 个候选基因。对所有的候选基因进行单倍型分析和功能注释后发现：LOC_Os08g30520主要调控低温下第四和第五天的发芽率， LOC_Os10g02625 调控第六、第七和第八天的低温发芽率， LOC_Os12g31460调控第七、第八和第九天的低温发芽率。

该研究为提升水稻耐低温能力的分子育种提供参考。水稻所李康和Muhammad Ahmad Hassan为论文第一作者，倪大虎研究员和宋丰顺副研究员为论文共同通讯作者。此研究得到了国家重点研发计划、安徽省重点研发计划、安徽省科技重大专项等项目的资助。