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水稻抽穗期(Heading Date, HD)是指水稻从播种到抽穗(开花)所经历的时间,抽穗期是影响水稻种植和生产的最重要因素之一,黑龙江省是我国优质粳稻的主产区和商品粮区,属于北方高纬度寒地稻作区,积温低、日照长。越往北部,积温越低,要求品种熟期越早,造成目前育成的优良品种适应区域较窄,严重的限制了种植区域。抽穗期是多基因控制的复杂数量性状。同时受多种环境因素影响。为了鉴定控制黑龙江省水稻抽穗期的主效和微效基因、及不同基因的效应,我们综合利用连锁分析与关联分析手段对抽穗期基因进行研究,主要结果如下：1.利用第三积温区主栽品种空育131和第二积温区东农422的F7重组白交系群体,发现控制水稻抽穗期主效QTL位点Hd2,该基因在空育131中存在一个L710P氨基酸变异,导致空育131早花。对抽穗期相关基因的表达量研究,发现Hd2是通过Ehdl途径参与水稻抽穗期调控。进一步对黑龙江省395份水稻材料的Hd2基因分型,确定Hd2/OsPRR37是控制黑龙江当地水稻抽穗期的主效基因；2.Hd2定位于细胞核中,可以形成同源二聚体,且依赖于其CCT结构域。利用酵母双杂交的手段,筛选到HD2互作的候选蛋白LTG1和DELLA,并利用多种手段验证了HD2与LTG1和DELLA的互作关系；3.利用本课题组收集的395份黑龙江历年审定水稻品种及育种资源,连续三年调查了抽穗期表型数据,同时从这些材料的基因组重测序数据中,调取与水稻抽穗期相关的基因序列：Hd6、Hdl6、Hd17、NRR、LTG1、DTH2、Ehd4、Ehd3、 Ehd2、SE5、Ehdl、Hd3a、RFT、SE14、SDG724、OsGI、Hd2/OsPRR37, Hd4/Ghd7, Hd5/DTH8/Ghd8等,将抽穗期基因的基因型与表型数据进行关联分析,发现Hdl,Hd2/OsPRR37, Hd4/Ghd7, Hd5/DTH8/Ghd8是控制黑龙江省水稻抽穗期的主效基因,Hd6、Hdl6、Hd17是微效基因,不同抽穗期组合方式决定了水稻材料的地域性分布。4.根据以上鉴定到的控制黑龙江水稻材料的抽穗期基因,通过两种策略进行分子设计育种。一是设计不同抽穗期基因的分子标记,对优良品种进行回交改良。二是利用CRISPR/CAS9介导的基因编辑技术,对抽穗期基因进行定点敲除。期望在优良品种的背景下,创造出一系列抽穗期不同的优良水稻材料,一方面可以扩大优良品种的可种植面积和创造极早熟品种,另一方面创制不同抽穗期基因的多种组合类型的水稻材料,为水稻开花期途径的研究提供基础材料。