本研究包含两项课题内容,即水稻芽期耐盐性状全基因组关联分析和白化致死基因OsPPR6的功能分析。水稻是世界上最重要的粮食作物,并且是单子叶植物基因组学研究的模式生物。然而,土壤盐渍化是限制作物生长和产量的主要非生物胁迫之一。目前,受盐影响的土壤占水稻总种植面积的20%。更严重的是,中国受盐影响的灌溉土地面积正在扩大和蔓延。因此,挖掘耐盐相关基因,提高盐胁迫下作物产量并培育耐盐水稻品种,具有重要理论意义和实际应用价值。芽期耐盐性状是受到多基因控制的复杂性状。本实验利用150 mM NaCl溶液对121份水稻地方品种的进行芽期盐胁迫处理。通过测定耐盐性状与本实验室已开发的35,033个SNPs进行全基因组关联分析,共鉴定到7个水稻中已经报道的与盐胁迫相关的基因与6个可能与盐胁迫相关的候选基因。同时,通过育种值估计,筛选到耐盐品种5个与敏感品种6个。主要结果如下:1.本实验总共检测到148个关联位点,其中,全基因组关联分析根据相对根数(RNR)性状检测到18个位点,相对根长(RLR)性状检测到59个位点,相对芽长(SLR)性状检测到12个位点,相对发芽势(GER)性状检测到位点58个,相对发芽率(GPR)性状检测到3个位点,相对根长(RLR)与相对芽长(SLR)这两个性状中同时都检测到两个相同的位点。我们挖掘到7个水稻中已经报道的与盐胁迫相关的基因,分别是 NADP-ME2、RSS1、OsGLYII2、DST、OsBADH1、OsGR3、OsSOS1。另外有三个新的显著位点,分别位于第1、第7、第1 1染色体上。通过对关联位点区域进行连锁不平衡(LD)分析以及网站注释,发现第1染色体关联位点的LD区域内共有12个基因,但耐盐候选基因还未确定,需进一步验证。第7染色体上有四个编码OsFBLD-F-box、LRR、FBD domain蛋白的串联基因,效应值显著,可能对水稻耐盐起到重要作用。第1 1染色体上的LOC(C_Os11g34750(OsABC1-14)与LOC_Os11g34830(OsABC1-15)这两个基因均属于 ABC1(Activity ofbcl complex)家族,它们都编码一种蛋白激酶,而ABC1家族基因易受非生物胁迫的诱导,可能参与水稻盐胁迫的响应过程。2.育种值是所有标记之间的一种加性效应计算的结果,我们利用混合线性模型计算相对根长(RLR)、相对根数(RNR)、相对发芽势(GER)性状的育种值,然后按降序排列。考虑到育种方向,我们在全基因组范围内选择育种值都较高的品种,前5个高育种值耐盐品种(‘IR36’、‘川米2号’、‘温州株’、‘早熟691’、‘满大陆’),可能携带耐盐基因和优异等位变异基因较多。同时我们也筛选出低育种值的盐敏感品种,分别是‘IR20’、‘山农13’、‘莲弥15号’、‘古冬,、‘矮脚红,、‘阿苏XX’。一个品种的RNR、RLR、GER性状的育种值越大,那么该品种对盐的抗性越强。本实验筛选出来的这些极端耐盐品种可以作为潜在基因组选择的育种亲本。叶绿素的生物合成途径包含一系列复杂而保守的酶促反应,对于植物的光合作用和生长发育相关的代谢过程至关重要。本研究以一个白化突变体为材料,为研究叶绿素生物合成、叶绿体分化发育和细胞死亡的调控网络奠定了基础。在前人研究的基础上,进一步观察了野生型与突变体中OsPPR6蛋白的三维结构,发现野生型与突变体的蛋白三维结构有显著差异;叶绿体核糖体RNA分析,发现突变体中23S和16S rRNAs显著降低;叶绿体发育基因RT-PCR分析,osppr6突变体中ycf3(光系统I装载蛋白)的转录本并未完全剪接,推测OsPPR6对ycf3的转录本剪接和叶绿体的早期生物合成是必需的。