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问题导向的水稻功能基因组研究进展教案
问题导向的水稻功能基因组研究进展教案昨天花了三个小时讲了水稻功能基因组研究进展，课上完了，顺便写个教案，因为讲着讲着就开始吐槽。 从产量、品质和抗性三个方面，处处是矛盾： 产量包括：每穗粒数、分蘖数、千粒重和结实率。重点关注产量基因的各种遗传连锁累赘，产量四要素之间的博弈，也就是为什么穗粒数和分蘖数、千粒重以及结实率负相关；生育期和穗发育基因/途径同时调控这个过程，如何把握基因的剂量效应（基因杂合对于杂交稻非常重要），从而达到四要素平衡；5个生育期基因组合决定了品种的适应性以及杂种优势；杂交稻和常规稻育种应用如何做，育种关注群体产量多于单株产量，育种方向应该和栽培措施结合。 品质包括：从吃的角度包括淀粉、蛋白质、油份、营养；从加工的角度包括整精米率、垩白。直链淀粉(Wx有10个单倍型)和支链淀粉合成基因(ALK有4个单倍型)，他们决定了稻米的理化指标分布;品质基因在杂交稻中要纯合；直链淀粉和千粒重正相关，糊化温度和整精米率负相关；粒型和米率和垩白相关；2个蛋白质基因籼粳分化；油份有许多主效基因已经发现，但未应用，是否和稻米外观油光相关？黑种皮四个基因，但是还有微效位点在影响颜色；在相同ALK和Wx基因背景群体下，精白米和全谷米都存在很大的食味差异，我们还不知道这是为什么，所以食味基本还是靠蒙。 抗性包括：生物和非生物 生物胁迫从病原角度分为真菌、细菌、病毒和虫害；从植物抗性角度分为质量性状和数量性状；质量抗性包括稻瘟（20+Pi基因）和白叶枯（10+Xa基因），完全显性，成地区性抗性，病原变化很快哪些基因好用，哪些不好用不好说，白叶枯的隐形抗病基因xa5会拮抗其他抗病基因，抗性太强影响产量或环境适应性。数量性状包括纹枯和稻曲，其中纹枯25年才克隆了第一个抗病基因，且是典型数量性状效应，稻曲发表2个基因，同样数量性状。对于病毒病最好的办法就是HIGS。飞虱基因好用的是Bph24以及Bph30（某司不让大家用？），呈不完全显性； 非生物胁迫包括热，冷，盐碱，干旱，重金属等，耐热3个TT系列基因籼稻无分化（除了TT1非洲栽培稻单倍型），也就是结实了籼粳耐热分化的原因，QT12籼稻有分化，但是都属于数量性状。冷有20多个基因，无平行比较论文，其中在粳稻中分化的不超过10个，也就是说粳稻能利用的大概就这10个，谁好还不知道；耐盐碱育种肯定不如直接改地的效果好；减少镉吸收（Nramp5突变）会影响Mn等其他金属元素吸收造成早衰。大部分抗性基因都是和结实率相关的。 所以品质影响产量（粒型/千粒重），抗性影响产量，产量同时影响品质，库越大垩白大概越大。育种就是做平衡。 黄老师2023年那篇Navi的NG文章写到，大概有一半左右的水稻优良基因在品种选育中没有被利用。不被利用两个原因，可能是选多了反而不好，也可能是选不了那么多（籼粳分化基因）。以前是完全选基因，现在是先表型再基因，看看我究竟选了什么。。。矛盾太多，坑太多，要学会看文献，不盲信，不贬低，边下地边体验，负面结果也是重要的研究成果（聊以自慰）。