1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献） 研究意义 水稻是最重要的粮食作物之一，是世界60％人口的主食。近10余年来，由于水稻单产徘徊不前，人口不断增长，耕地面积持续减少，水稻生产正面临着越来越大的压力，迫切需要进行水稻种质材料的创新。淀粉是水稻种子主要的贮藏物质,其结构和性质决定了稻米的外观品质和食味品质。 研究现状 随着分子生物学和分子遗传学方法与技术的快速发展，多位研究者对水稻粉质胚乳性状进行了基因定位研究，目前已经报道的粉质突变体主要受质量性状基因控制，共有7个：FLO1、FLO2、FLO3、FLO4、 FLO5、FLO(a)和FLO6，分别定位在第5、4、4、3、8、4以及1号染色体上。 此外，其他一些突变体也被证明有粉质表型，如T3612、GIF1等。 主要参考文献 Kang HG, Park S, Matsuoka M, An G (2005). White-core endosperm floury endosperm-4 in rice is generated by knockout mutations in the C-type pyruvate orthophosphate dikinase gene (OsPPDKB). Plant J 42(6):901911. Ryoo N, Yu C, Park CS, Baik MY, Park IM, Cho MH, Bhoo SH, An G, Hahn TR, Jeon JS (2007). Knockout of a starch synthase gene OsSSIIIa/Flo5 causes white-core floury endosperm in rice (Oryza sativa L.). Plant Cell Rep 26(7):10831095. Wang E, Wang J, Zhu X, Hao W, Wang L, Li Q, Zhang L, He W, Lu B, Lin H, Ma H, Zhang G, He Z (2008). Control of rice grain-filling and yield by a gene with a potential signature of domestication. Nat Genet 40(11):13701374. She KC, Kusano H, Koizumi K, Yamakawa H, Hakata M, Imamura T, Fukuda M, Naito N, Tsurumaki Y, Yaeshima M, Tsuge T, Matsumoto K, Kudoh M, Itoh E, Kikuchi S, Kishimoto N, Yazaki J, Ando T, Yano M, Aoyama T, Sasaki T, Satoh H, Shimada H (2010). A novel factor FLOURY ENDOSPERM2 is involved in regulation of rice grain size and starch quality. Plant Cell 22(10):32803294. Qiao Y, Lee SI, Piao R, Jiang W, Ham TH, Chin JH, Piao Z, Han L, Kang SY, Koh HJ (2010). Fine mapping and candidate gene analysis of the floury endosperm gene, FLO(a), in rice. Mol Cells 29(2):167174. Han X, Wang Y, Liu X, Jiang L, Ren Y, Liu F, Peng C, Li J, Jin X, Wu F,Wang J, Guo X, Zhang X, Cheng Z,Wan J (2011). The failure to express a protein disulphide isomerase-like protein results in a floury endosperm and an endoplasmic reticulum stress response in rice. J Exp Bot. Fitzgerald MA, Lisle AJ, Martin M (2000). Chalky and translucent rice grains differ in starch composition and structure and cooking properties. Cereal Chem 77(5):627632. Yamakawa H, Hirose T, Kuroda M, Yamaguchi T (2007). Comprehensive expression profiling of rice grain filling-related genes under high temperature using DNA microarray. Plant Physiol 144(1):258277. Wan JM, Wang JK, Wan XY, Li HH, Pfeiffer WH, Crouch J (2007). Application of identified QTL-marker associations in rice quality improvement through a design-breeding approach. Theor Appl Genet 115(1):87100. Fitzgerald MA, McCouch SR, Hall RD (2009). Not just a grain of rice:the quest for quality. Trends Plant Sci 14(3):133139. Satoh H, Omura T (1981). New endosperm mutations induced bychemical mutagens in rice, Oryza sativa L. Jpn J Breed 31(3):316326 Kumamaru T, Sato H, Satoh H (1997). High-lysine mutants of rice, Oryza sativa L. Plant Breed 116(3):245249 Nishio T, Iida S (1993). Mutants Having a Low Content of 16-Kda Allergenic Protein in Rice (Oryza-Sativa L). Theor Appl Genet 86(23):317321 |
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
鉴定一个淀粉突变体并精细定位该基因的的位置，为研究淀粉合成的调控机制和水稻的品质改良做好前期准备。预计能获得一个淀粉突变体基因的定位，进行遗传分析；能够完成一篇毕业论文。
研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法
（1）表型鉴定
在定位过程中，对表型进行考察，挑选10株极端个体进行初定位。初定位后挑选淀粉突变体单株用于精细定位。
（2）基因定位
利用SDS方法提取DNA,筛选公共标记进行连锁，开发新标记利用扩大的F2群体DNA及PCR反应程序进行扩增，然后利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术鉴定带型，从而进行精细定位。
技术路线
N22 |
Nip |
F2 |
精细定位 |
实验方案
首先，结合表型对极端个体进行叶片取样，提取DNA工作；其次，利用已经构建的N22/Nip F2群体对一个淀粉突变体进行精细定位。
可行性分析
首先，本研究有很好的物质基础，是在南京农业大学水稻所万建民教授实验室开展和进行的。本实验室师资力量雄厚、配套实验设备齐全、在研课题多样，这为本实验工作的开展和进行提供了优越的实验条件和充足的信息来源。同时，农科院、牌楼、土桥实验基地及海南陵水南繁基地可以满足各种田间实验。
其次，本实验室研究水稻突变体的技术成熟,包括DNA提取技术，PCR技术，基因的初定位以及精细定位方法等等都会保证实验的顺利进行
4. 研究创新点
特色或创新之处
水稻是重要的粮食作物,也是植物研究的模式植物之一。淀粉是水稻种子主要的贮藏物质,其结构和性质决定了稻米的外观品质和食味品质。本研究以一个粉质突变体为研究材料，通过N22/Nip F2群体进行突变基因的定位，为全面阐述基因的功能奠定基础。
5. 研究计划与进展
实验研究计划
1）2012年7月-11月：收获单株种子（F2代）磨米鉴定，发苗，对N22/Nip F2进行单株叶片采集，进行DNA提取和SSR标记凝胶电泳，连锁分析粗定位。
2）2012年12月-2013年5月：基因的精细定位和遗传分析。
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