1、光敏核不育水稻由于具有長日照條件下不育而短日照條件下可育的特性，既可作不育系，又可作保持系，是發(fā)展水稻“兩系”法育種的重要種質(zhì)資源。眾多生理生化和遺傳學方面的研究都表明光敏雄性不育是一個十分復雜的現(xiàn)象。迄今為止，人們對光敏核不育現(xiàn)象具體作用機理知之甚少。因此，本研究從分子水平入手，分離克隆控制水稻光敏雄性不育性的基因，設法闡明光敏核不育水稻雄性不育和育性轉(zhuǎn)換的機理。這無論是對植物雄性不育發(fā)生機理的豐富，還是對尋找培育優(yōu)良雄性不育系的新途

2、徑，都具有重要的意義。此前研究表明，根據(jù)不同雜交組合遺傳背景的差異，農(nóng)墾58S的不育性受到1個或2個主效位點的控制，位于水稻第七染色體上的prosl位點在絕大多數(shù)雜交組合中都能檢測得到。利用水稻秈型不育組合32001S/明恢63，pmsl被定位在RFLP標記RG477和R1807之間，分別距離0.5 cM和3.8cM，物理圖譜的構建、BAC克隆測序以及進一步精細定位將基因框定在BAC克隆2109上2個SSR標記之間，并完成了該區(qū)段微物理

3、圖譜的構建。本研究的主要內(nèi)容及其結果為： 1．從農(nóng)墾58 BAC文庫篩選得到克隆18P4并進行shotgun文庫構建、亞克隆測序和拼接，最終得到長度為81，029 bp的外源序列，與克隆2109重疊55,046 bp。 2．對2109的序列進行修正和注釋，其上總共有13個預測基因，預測的編碼區(qū)和可轉(zhuǎn)座子成份分別占BAC總長度的28.3％和31.0％，進一步比較認定候選區(qū)段7個預測基因中的5個是pmsl的重要候選基因，可以

4、進行進一步的功能研究。 3．以pmsl區(qū)段粳稻品種日本晴和農(nóng)墾58以及秈稻品種93-11和明恢63的基因組序列為材料進行共線性研究，它們在基因水平上具有較好的共線性，而在基因間隔區(qū)差異比較大，并且這種差異主要來源于LTR-retrotransposons的插入和缺失；93-11與農(nóng)墾58之間的多態(tài)性最高而明恢63和93-11之間的最低，亞種間的多態(tài)性總體上比亞種內(nèi)的高，但日本晴和農(nóng)墾58之間的多態(tài)性比農(nóng)墾58和明恢63之間的還高

5、，而且該區(qū)段DNA的多態(tài)性比全基因組平均水平要高得多；進一步對LTR-retrotransposons插入時間進行估計證實了pmsl區(qū)段從秈粳分化以來經(jīng)歷了一個非?？焖俚倪M化過程。 4．對以前所有轉(zhuǎn)基因材料進行育性考查和分子表記分析未能找到表型與分子標記相關性很好的家系，而進一步對1個光形態(tài)建成相關基因的轉(zhuǎn)化試驗也未能得到預期結果，初步斷定pmsl可能不在該區(qū)段。 5．構建農(nóng)墾58S/明恢63近等基因系，從1個大約220

6、0株的BC2F3群體中獲得了500株極端雄性不育單株，利用SSR標記ch743和ch745進行初篩，獲得了50個極端不育重組單株；以大量的亞克隆作探針對親本進行分析發(fā)展了一系列可用標記，進一一步的標記分析將基因確定在Rssr和5C1aG8之間；結合以前的定位數(shù)據(jù)，初步斷定基因在Rssr和H1/N2之間。 6．對BAC克隆57N1和24L2進行了序列測定，24L2的外源全長119,695 bp，57N1的外源全長89,893 bp

7、，最終2109、57N1和24L2這3個克隆連成一個大的contig，全長290,641 bp。比較發(fā)現(xiàn)日本晴和明恢63基因組序列在該區(qū)段存在大片段的缺失和插入，從而導致Rssr與5C1aG8之間的物理距離在明恢63和日本晴基因組上分別為109 kb和242 kb。與缺失和插入相關的片段是一些LTR-retrotransposons以及幾個串聯(lián)重復基因。兩個品種在Rssr與5C1aG8之間大約重疊85 kb并有8個預測基因，而其中5個位

8、于Rssr和N685之間21kb的區(qū)段，這說明后者是一個基因富集區(qū)和重要功能區(qū)，另外，H1/N2和N685之間沒有預測基因；綜合以上信息，基因最終被確定在Rssr和N685之間。 7．生物信息學分析表明，Rssr和N685之間有5個預測基因，其中3個在擬南芥中能找到高度同源蛋白。以pCAMBIA 1301為載體，將5段相互重疊的明恢63 DNA片段導入到農(nóng)墾．58S中并獲得了大量轉(zhuǎn)基因植株，其中片段ulpl的拷貝數(shù)在T<,0>代