水稻研究所  
     
 

 
 
 
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水稻遗传研究室

研究室概况

遗传室最早源自于周开达院士90年代创建的“无融合生殖课题组”,经历“一系研究室”、“新技术育种研究室”。自成立起,先后在周开达院士、汪旭东研究员、吴先军教授的带领下,对特有的SAR (Sichuan Apomixis Ricer)系列水稻开展了基础研究和育种工作,发现了一些具有无融合生殖的水稻材料,通过异倍性材料间杂交发现早代稳定现象,此后的工作集中在探索其遗传和分子机制。近五年通过传统育种与分子标记育种等技术选育出以泰优99为代表的标志性成果,其中包括审定品种有国审蜀优217、省审蜀优727、润优318等一系列优良审定品种。

主要研究方向

1、重穗型杂交水稻育种

根据周开达院士提出的重穗型杂交育种目标及技术路线,采用常规育种和分子技术育种,研究西南稻作区重穗型杂交稻材料制作和组合选配的实现途径。

2、早稳机制的探索

根据双胚苗产生的1N, 3N, 4N、与正常的2N杂交,杂交早世代出现稳定的现象为研究对象,通过细胞学、胚胎学、遗传学和分子生物学等手段探索早稳产生的机制。

3、水稻功能基因定位、克隆和功能分析。

分别以水稻主要的农艺性状相关基因为研究重点(如:种子大小、类病斑、穗部退化、花时、长穗等),利用图位克隆及转基因技术,并结合新兴的基因组学、蛋白组学、代谢组学等系统研究方法分离并克隆出上述重要功能基因,为分子育种提供新的思路。

4、不同倍性水稻的表观遗传研究。

全基因组倍增是植物尤其是禾本科作物物种形成和进化过程中非常普遍和重要的事件。50 %—70%的开花植物在进化中先是染色体加倍,再经历二倍化过程,进化成当代的二倍体物种。利用双胚苗中出现的不同倍性水稻,采用芯片、数字表达谱、Med-IP、小RNA表达谱等先进技术手段,研究水稻基因组倍增后的DNA水平的表观遗传调控机制、RNA水平的表达调控差异,探讨进化机制。

5、种子发育的印记调控机制

印记属于表观遗传学研究范畴,植物中印记主要发生在胚乳,其调控胚乳发育,并影响种子大小。根据4N和2N研究正反交后代胚乳发育的差别,研究杂种胚乳中印记基因的表达调控方式,探索印记基因的功能。

6、同核异质水稻DNA甲基化和基因表达差异研究

植物正反交后代出现的表型上的差异,表明胞质不同对核基因组的调节可能不同。选取具有代表性不育胞质(野败型、D型、冈型、印水型),建立同核异质不育研究体系,研究特异位点甲基化调控方式,探讨不同胞质所带来的生物学据性状上的差异,为杂交稻最优胞质的选择提供了依据。

团队成员简介

研究室主任:吴先军,教授,博士生导师,四川农业大学水稻所党总支书记,四川省学术带头人,四川省有突出贡献优秀专家。在水稻中发现并提出杂种“早代稳定”现象,建立了一套利用早代稳定材料快速选育水稻新品种的技术体系,获国家发明专利。近年育成并通过审定水稻品种20多个,获国家科技进步二等奖1项,四川省科技进步一等奖2项,三等奖1项。指导毕业硕士研究生35名,博士研究生10名,发表论文60余篇。近年来承担国家自然科学基金、农业部超级稻育种、农业科技跨越计划、国家农业科技成果转化资金、教育部、农业部、省级重点科技项目等10余项。作为本校教育部长江学者计划创新团队的骨干成员之一,主要承担.水稻种质资源创新、水稻发育生物学、水稻生物技术育种和亚种间重穗型杂交稻超高产育种等研究内容。承担研究生《细胞生物学进展》、《分子生物学原理与技术》等教学任务。

研究团队

吴先军

研究室主任,教授,博导

研究方向:早代稳定、优良品种选育

招生专业:作物遗传育种、作物

Email:wuxjsau@126.com

张红宇

副研究员,硕导

研究方向:水稻基因组学、水稻表观遗传学以及种子发育

招收专业:作物遗传育种

Email:zhanghysd@163.com

徐培洲

副研究员,硕导

研究方向:水稻基因组学、胞质互作及远缘杂交

招收专业:作物遗传育种

Email: 99582114@qq.com

陈晓琼

副研究员,硕导

研究方向:有色水稻功能成分分析及其生理功能研究

招收专业:作物遗传育种

Email:xiaochenq777@126.com

罗明

客座教授

研究方向:植物生殖生物学

发表文章

研究室主要从事水稻育种及基因组学等研究,开展了水稻重要性状基因的图位克隆及机制研究,阐明多种水稻性状分子机理,为品种改良提供了坚实的理论基础。

发表的主要文章如下:

Physiological factors affecting transcription of genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway in different rice varieties, Plant Signaling & Behavior 8:12, e27555

COMPARATIVE EVALUATION OF 2, 2-DIPHENYL-1-PICRYL-HYDRAZYLHYDRATE (DPPH) FREE RADICAL- AND OXYGEN RADICAL ABSORBANCE CAPACITY (ORAC) ASSAYS IN THE MEASUREMENT OF THE ANTIOXIDANT CAPACITIES OF PIGMENTED RICE CULTIVARS

1. Chen XQ, Zhu L, Xin L, Du KX, Ran XH, Xiang QJ, Zhang HY, Xu PZ, Wu XJ * (2015). Rice stripe1-2 and stripe1-3 Mutants Encoding the Small Subunit of Ribonucleotide Reductase Are Temperature Sensitive and Are Required for Chlorophyll Biosynthesis, Plos One, 2015, 10(6): e0130172.

2. Tian YH, Zhang HY, Xu PZ, Chen XQ, Liao YX, Han BL, Chen XB, Fu XD, Wu XJ* (2014). Genetic mapping of a QTL controlling leaf width and grain number in rice. Euphytica DOI 10:1263-1268.

3. Peizhou Xu, Wengui Yan, Jing He, Yun Li, Hongyu Zhang, Hai Peng & Xianjun Wu*. DNA methylation affected by male sterile cytoplasm in rice (Oryza sativa L.)(2013). MOL BREEDING, 31(3):719-727, 2013

4. Hong-Yu Zhang, Hui-Xia Zhao, Shao-Hua Wu, Fang Huang, Kai-Ting Wu, Xiu-Feng Zeng, Xiao-Qiong Chen, Pei-Zhou Xu, Xian-Jun Wu. Global Methylation Patterns and Their Relationship with Gene Expression and Small RNA in Rice Lines with Different Ploidy. Front.2016. 7:1002. doi: 10.3389/fpls.2016.01002

5. Hongyu Zhang, Ming Luo, Robert Day, Mark J. Talbot, Aneta Ivanova, Anthony R. Ashton, Abed M. Chaudhury, Richard MacKnight, Maria Hrmova, Anna M. Koltunow . Developmentally regulated HEART STOPPER, a mitochondrially targeted L18 ribosomal protein gene, is required for cell division, differentiation and seed development in Arabidopsis. JEXBOT, Journal of Experimental Botany,2015,66(19):5867-5880.

6. Hong-yu Zhang, Ming Luo, Susan D. Johnson, Xiao-wei Zhu, Lei Liu, Fang Huang, Yu-tong Liu,Pei-zhou Xu, Xian-jun Wu. Parental genome imbalance causes post-zygotic seed lethality and deregulates imprinting in rice,Rice, 2016.9 (1): 43. doi: 10.1186/s12284-016-0115-4

7. Hongyu Zhang, Yutong Liu, Mipeng Han, Limei Wu, Zhijian Liu, Xiaoqiong Chen, Peizhou Xu, Xianjun Wu. The Effects of DNA Methylation on the Expression of Non-imprinted Genes in Rice. J Rice Res 2016,4:168. doi:10.4172/2375-4338.1000168

8. Hongyu Zhang, Abed Chaudhury, Xianjun Wu.Imprinting in Plants and Its Underlying Mechanisms. Journal of Genetics and Genomics ,2013,40(5): 239-247

9. Zhang H Y, Peng H, Li P C, Deng Q M, Xu P Z, Li Y, Wang X D, Wu X J. The microarray analysis for gene expression in haploids and diploids derived from twin-seedling rice. Sci China Ser C, 2008, 51(6): 503-512

10. Peng H, Zhang H Y, LI Y, Xu P Z, Wang X D, Wu X J. Natural homologous triploidization and DNA methylation in SARII-628, a twin-seedling rice (Oryza sativa L.). Rice Sci, 2007, 14(4): 265-271

11. Zhang H Y, Peng H, Li Y, Xu P, Wang X, Wu X J. Patterns of DNA cytosine methylation between haploids and corresponding diploids in rice. Chinese Sci Bull, 2006, 51(14): 1721-1728

12. XU Pei-Zhou, LI Yun, ZHANG Hong-Yu, Wang Xu-Dong,WU Xian-Jun. Characterization and identification of a novel mutant fon(t) on floral organ number and floral organ identity in rice. 《Journal of Genetics and Genomics》,2007,34(8)

13. XU Pei-Zhou,LI Yun,YUAN Shu,LIN Hong-Hui,ZHANG Hong-Yu,Wang Xu-Dong,WU Xian-Jun. Analysis of chloroplast ultrastructure,photosystem II light harvesting complexes and chlorophyll synthesis in a chlorophyll -less rice mutant W2555,《Rice Science》,2006,13(4)

14. Xu PZ, Yuan S, Li Y, Zhang HY, Wang XD, Lin HH, Wu XJ. Genome-wide high-frequency non-Mendelian loss of heterozygosity in rice.《Genome》,2007,50(3)

15. Li Y, Lu YG, Shi Y, Wu L, Xu YJ, Huang F, Guo XY, Zhang Y, Fan J, Zhao JQ, Zhang HY, Xu PZ, Zhou JM, Wu XJ, Wang PR, Wang WM(2014). Multiple Rice MicroRNAs Are Involved in Immunity against the Blast Fungus Magnaporthe oryzae. Plant Physiology, 164(02):1077-1092.

16. 张红宇; 杨富云; 高梅; 徐培洲; 张全芳; 徐建第; 吴先军。PiA水稻悬浮细胞系的建立。生物工程学报。2009,03

17. 汪秀志; 张红宇; 汪旭东; 吴先军。农杆菌介导的水稻双基因共转化初步研究。核农学报。2009,01

18. 张红宇,吴先军,唐克轩,汪旭东,孙小芬,周开达. 半夏凝集素基因(pta)导入水稻及其表达的初步研究[J]. 遗传学报, 2003,(11)

19. 张涛; 张红宇; 蒋开锋; 徐培州; 汪旭东; 吴先军; 郑家奎。水稻香味基因的精细定位。分子植物育种,2008,06

20. 薛晶晶; 吴绍华; 徐培洲; 张红宇; 吴先军;水稻与玉米远缘杂交的胚胎学观察(简报)。分子细胞生物学报。2008,5

21. 徐培洲,李云,张红宇,韩磊,汪旭东,吴先军. 水稻同源三倍体与二倍体杂交的细胞胚胎学观察(简报)[J]. 分子细胞生物学报, 2006,(01)

22. 陈晓琼; 张红宇; 徐培洲; 邹兴建; 杜海林; 吴先军。有色稻中花色素、原花色素以及黄酮含量的分析。分子植物育种。2008,2

23. 张红宇; 彭海。饭豆种子萌发特性的研究。北方园艺。2008,4

24. 刘洋; 徐培洲; 张红宇; 徐建第; 吴发强; 吴先军。水稻抗稻瘟病Pib基因的分子标记辅助选择与应用。中国农业科学。2008,1

25. 张红宇; 杨守书。刀豆种子的萌发特性研究。作物杂志。2007,06

26. 李云; 徐培洲; 张红宇; 彭海; 张全芳; 汪旭东; 吴先军;一个新的水稻花器官数目突变体fon(t)的鉴定及分析(英文)。遗传学报,2007,08

27. 郭慧; 李树杏; 徐建第; 张红宇; 徐培洲; 吴先军。24份水稻细胞质雄性不育系的SSR多态性分析。杂交水稻,。2007,03

28. 张全芳; 徐建第; 李云; 徐培州; 张红宇; 吴先军;一个水稻畸形颖壳突变体ah的鉴定及其突变性状的遗传分析(英文)。遗传学报。2007,06

29. 徐培洲; 李云; 袁澍; 张红宇; 彭海; 林宏辉; 汪旭东; 吴先军;叶绿素缺乏水稻突变体中光系统蛋白和叶绿素合成特性的研究。中国农业科学,2006,7





   
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