云南农业大学主持完成的“疣粒野生稻基因组解析与重组机制研究”通过科技成果评价

　　本站消息 2021年4月25日，第三方专业科技成果评价机构——中科合创（北京）科技成果评价中心在昆明依据科技部《科学技术评价办法》的有关规定，按照科技成果评价的标准及程序，本着科学、独立、客观、公正的原则，组织专家对云南农业大学等单位完成的“疣粒野生稻基因组解析与重组机制研究”项目进行了科技成果评价。

 

　　此次成果评价专家委员会由中国科学院院士、中国水稻研究所副所长钱前，四川农业大学教授李仕贵，云南省农业科学院研究员番兴明，云南省农业科学院研究员黄兴奇，西南林业大学教授刘爱忠，云南省农业科学院副所长、研究员程在全，中国科学院昆明植物研究所研究员吴建强等专家组成。

 

　　经过专家评审，认为该项目依托国家自然科学基金、973计划等支撑，重点围绕疣粒野生稻优异基因资源有效利用，提高杂种后代遗传重组频率和分子设计育种，开展了疣粒野生稻基因组学、水稻遗传重组调控和株型相关性状发育分子机制等研究。主要创新点如下：项目综合运用多学科交叉手段，首次解析了云南疣粒野生稻基因组，获得了高质量的疣粒野生稻基因组序列～777Mb，转录本数据91562条，预测蛋白编码基因40,116个，揭示了长末端重复（LTRs）逆转座子（特别是RIRE2的近期爆发）导致了疣粒野生稻物种形成后基因组大小迅速增加了两倍，参与光合作用和能量代谢相关基因的拷贝数和功能在进化过程中受到正向选择是疣粒野生稻适应弱光照生境的重要原因；疣粒野生稻着丝粒不含有着丝粒特异串联重复序列，Gypsy-型长末端重复（LTRs）逆转座子是构成疣粒野生稻着丝粒的主要特异性重复元件；对疣粒野生稻的稻瘟病抗性进行了系统研究，克隆了稻属第一个编码3‘末端包含硫氧还蛋白结构域的OgPi-ta基因。相关成果为稻属基因组进化研究、疣粒野生稻优异基因资源的挖掘和利用，提供了重要的理论支撑和高质量基因组数据。为了将重要的野生稻资源有利基因高效导入栽培稻，项目组围绕提高杂交后代重组频率，目的性地调控重组发生位置，深入开展了水稻遗传重组机制研究。克隆了调控水稻减数分裂交叉形成、DSB形成和重组中间体加工等的关键基因HEI10、MSH5、MSH4、HEIP1、SDS和MEICA1。揭示了ZMM蛋白HEI10、MSH5、MSH4和HEIP1相互作用，调控水稻减数分裂重组形成的分子机制，阐明了SDS在水稻DSB形成和减数分裂起始中的重要作用，揭示了MEICA1在抑制非同源重组和调节重组频率中的重要作用。为实现目的性地调控遗传重组发生的位置，提高优良基因重组频率，高效创制遗传变异奠定了重要基础。围绕水稻株型分子设计育种，克隆了显性矮秆基因SLR1、散生基因LPA1和卷叶基因SRL2。揭示了SLR1通过影响GA合成关键基因的表达，调控株高的发育，培育了显性矮秆的光温敏不育系550S。阐明了LPA1通过调控分蘖节和叶枕内侧的生长影响分蘖角和叶夹角的大小，调节水稻株型的形成。研究结果为水稻株型改良育种提供了理论支撑及有应用前景的新基因资源。研究成果发表论文16篇，其中SCI论文13篇，累计影响因子86.225，他引330次。单篇最高影响因子12.084。获授权国家发明专利5项。项目总体达到国际先进水平，其中疣粒野生稻基因组解析和水稻同源重组机制研究达到国际领先水平。