水稻重要农艺性状的功能基因组和分子基础研究
植物重要农艺性状的组学研究
植物重要农艺性状的组学研究植物作为人类重要的农业资源，其生长发育过程中表现出许多农艺性状，如生长速度、抗逆性、产量等，这些性状对于农作物品种选育和种植产生着重要影响。
为了更深入地了解植物农艺性状的性质和调控机制，组学研究成为了近年来研究者着重关注的领域。
一、基因组学研究基因组学是指对生物基因组的全面研究，包括基因结构、基因序列、基因功能及其在生物发育中的作用。
对植物基因组的研究可以为我们深入了解其农艺性状的形成和调控机制提供重要的信息。
例如，通过对水稻基因组的全面分析，我们可以了解水稻的抗逆性、稳定性和育种选择的作用。
基因组学研究不仅为植物农艺性状的研究提供了全面的视角，同时也促进了基因编辑、转基因和精准育种等诸多相关领域的发展。
二、转录组学研究转录组学是指对生物体内所有基因在一定时间和空间范围内的表达情况进行全面研究。
该技术可以揭示出不同基因在不同发育阶段、不同环境条件下表达数量的变化，同时也可以研究基因表达的相互调控机制。
通过转录组学研究，我们可以深入了解植物生长发育过程中涉及到的调控因素和信号通路，探究调控因素的作用机理，揭示农艺性状形成背后的分子机制。
三、蛋白质组学研究蛋白质组学是通过质谱、免疫学等技术手段对生物体蛋白质在不同时期、不同环境下的表达组成和功能进行全面研究。
植物蛋白组学研究可以帮助我们揭示植物基因的表达和调控的最终结果，更深入地了解植物农艺性状的形成和调控机制。
通过蛋白质组学研究，我们可以发现新的生长发育调控因子，了解蛋白质网络的构建和调控机制，促进研究者对于植物生长发育过程中代谢变化和信号途径的整体性理解。
结语：植物重要农艺性状的组学研究，为我们深入了解植物的生长发育规律和农业资源利用提供了重要的支持。
基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域的发展，为研究者提供了更多实现组学研究的技术手段。
未来，我们可以期望组学研究能够为如何更好地利用植物资源提供更全面、高效的信息支持。
水稻3k基因组
水稻3k基因组
水稻（Oryza sativa）是世界上最重要的粮食作物之一，也是人类主要的食物来源之一。
水稻3k基因组是对水稻基因组的全面研究，旨在揭示水稻的遗传信息和生物学功能。
水稻3k基因组项目的开展，为我们深入了解水稻的基因组结构和功能提供了重要的基础。
通过对水稻基因组的测序和分析，科学家们发现了数以万计的水稻基因，这些基因参与了水稻的生长、发育和抗逆能力等重要生物学过程。
水稻的基因组结构复杂而庞大，其中包含了许多与水稻生长和适应环境有关的基因。
这些基因的发现和解析，为我们深入研究水稻的生物学特性和改良水稻品种提供了重要的理论基础。
通过对水稻基因组的研究，科学家们可以挖掘水稻的遗传多样性，并利用这些信息培育出更耐旱、抗虫害和高产的水稻品种，以满足人类对粮食的需求。
水稻3k基因组的研究还揭示了水稻的基因组演化历程。
通过比较不同水稻品种的基因组，科学家们发现了许多水稻基因组中的变异和重组事件，这些事件对水稻的遗传多样性和适应性起到了重要的推动作用。
同时，水稻基因组的研究还揭示了水稻与其他作物的亲缘关系，为作物遗传改良提供了重要的参考。
水稻3k基因组的研究对于解决全球粮食安全问题具有重要意义。
通
过深入研究水稻基因组，我们可以更好地了解水稻的生物学特性，培育出更高产、更适应环境的水稻品种，提高粮食产量，满足不断增长的人口需求。
水稻3k基因组的研究对于深入了解水稻的遗传信息和生物学功能具有重要意义。
通过对水稻基因组的研究，我们可以挖掘水稻的遗传多样性，培育出更适应环境的水稻品种，提高粮食产量，为解决全球粮食安全问题做出贡献。
水稻抗病机制中的基因功能研究
水稻抗病机制中的基因功能研究水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用。
然而，与各种病原微生物的竞争给水稻生产带来了严重的挑战。
由此产生的病害问题导致了严重的粮食损失，给农民带来了严重的经济损失，在全球粮食生产中也是一个不容忽视的因素。
因此，研究水稻的抗病机制，特别是基因功能研究，对于解决这个挑战至关重要。
此外，如何提高水稻的免疫力也是一个重要的命题。
目前，我们已经发现了一些参与水稻抗病和免疫相关的基因。
通过研究这些基因的功能和作用机制，我们可以更好地了解水稻的免疫机制，为提高水稻的病害抗性和优化水稻品种提供有力的科学依据。
水稻的基因功能研究针对水稻的基因功能研究是水稻基因组研究的重要组成部分。
通过研究水稻中不同基因的功能，我们可以更好地了解基因的作用和调控机制，揭示抗病免疫的相关性，为研发基于基因编辑技术的优化品种提供理论支持。
研究显示，水稻中有一些关键基因参与到免疫的防御机制中。
例如Ca2+和NADPH氧化酶(NOX)通路，在水稻面对抗病和免疫挑战时发挥了重要的作用。
研究人员通过基因编辑和测序技术，确定了这些基因的作用机制和表达规律。
此外，水稻中Xa21基因也是抗病性的关键基因。
该基因编码膜结合蛋白，参与到水稻的抗细菌病免疫中。
研究表明，Xa21基因可以激活水稻的免疫系统，并保护水稻免受细菌病害的侵害。
基于Xa21基因，研究人员通过基因编辑技术，研发了高度抗病的水稻品种，使得水稻产量显著提高。
水稻免疫机制研究水稻作为一种重要的粮食作物，在不断地与各种病原微生物进行斗争，从而产生了一系列的免疫机制。
因此，研究水稻的免疫机制也至关重要。
水稻免疫机制包括类型Ⅰ和类型Ⅱ免疫反应。
类型Ⅰ免疫反应是通过基因表达调控，活化急性免疫反应，从而产生抗原特异性T细胞，从而识别和杀死入侵微生物。
类型Ⅱ免疫反应是通过免疫细胞的功能活化，促进针对外来微生物产生的抗体生产，从而消灭病原体。
水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展
水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展徐建军,梁国华*(扬州大学,江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/植物功能基因组学教育部重点实验室,江苏扬州225009)摘要 定位和克隆水稻重要农艺性状QTL ,是水稻功能基因组学研究的重要方向,是分子标记辅助选择选育高产、优质、多抗水稻新品种的重要基础。
染色体片段代换系是进行QTL 分析的理想材料。
介绍了水稻染色体片段代换系群体的构建原理,综述了其构建及应用研究进展,并对其研究方向进行了展望。
关键词 水稻;染色体片段代换系;构建;应用;进展中图分类号 S 511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)04-01935-04R esearch Progress of Constructi on a nd Applicatio n of R i ce (Or yza sati va L .)Chro mos o m e Seg men t Substituti on L i nes XU Jian -jun et al (Ji ang s u K ey Laboratory of CropG enetics and Physi o l ogy /K ey L aboratory o f theM i nistry ofEducati on for P lant Functi on -a lG enom i cs ,Y ang z hou Un i versit y ,Y angz hou ,Ji angs u 225009)Abstract The fi ne m apping and cl oni ng quantitati ve tra it loc i (QTL s)res ponsi b l e for traits of agrono m i c m i portance i n rice i s kno wn as the most general stategy i n pl ant genom ics and prov i des a f ounda ti on t o select new rice vari e ties whit h h i gh y i e l d qua lity ,resistance via marker -as -sisted selecti on (MA S)i n rice breedi ng prog ra m s .Chro moso m e segment substituti on li nes(CSSLs)are one o f t he most po w erful too ls for the det ecti on and prec i se mappi ng ofQTL s .I n t h i s paper ,t he pri nci p l e of deve l op i ng t he CSS L swas descr i bed ,t he research progress of consturcti on and applicati on was rev i ewed ,and the pros pectwas discussed .K ey words R i ce ;Chromoso m e seg m ent s ubstit uti on li nes(CSSLs);Constructi on ;Applicati on ;Progress基金项目 国家重大基础研究发展规划项目(2005CB120807)。
水稻基因组和遗传育种的研究进展
水稻基因组和遗传育种的研究进展水稻，作为世界上最为重要的粮食作物之一，一直以来都受到人们的重视。
为了提高水稻的产量和质量，科学家们不断探索水稻的基因组和遗传育种，取得了许多研究进展。
第一部分：水稻基因组的研究进展1.1高质量水稻基因组测序和注释2002年，国际水稻基因组组织(IRGSP)启动了水稻基因组测序工作，历时十年，于2012年公布了高质量水稻基因组序列。
该项目不仅提供了水稻基因组的底图，也为全球的水稻研究工作提供了重要的资源。
除了基因组测序，对基因组的注释也至关重要。
2018年，中国、日本、美国等国的科学家们联合发表了一篇名为“HostPathogen”(Waxman)，通过整合多种表达组学数据，对水稻基因组的注释进行了更新，共发现了14614个新的基因，有效地促进了水稻基因组研究的深入。
1.2水稻基因组结构和功能特点的研究水稻基因组大小为389Mb，包含大约4.29万个基因。
其中，基因密度比拟其他植物要大，基因的组织分布也呈现出显著的区分。
此外，水稻的基因序列中还含有许多支配了基因表达和基因功能的调控因子，如调控元件、非编码RNA等。
这些结构和特点的研究有助于更深层次的解析水稻的遗传机制。
第二部分：水稻遗传育种的研究进展2.1利用基因编辑技术改良水稻水稻主要遗传特征的研究为利用基因编辑技术改良水稻提供了核心思路。
近年来，科学家们通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，针对水稻各个方面的遗传特征进行了深入的研究。
其中具有代表性的成果有：（1）使水稻茎粗略化的“SNU-16”基因的敲除，使其茎干更粗壮，抗风能力更强；（2）针对水稻的“脱粒非白化”基因进行靶向基因编辑，在保持其他基因不变的情况下，成功实现了水稻产量的提升。
2.2水稻病虫害抗性的研究水稻的病虫害是影响水稻丰产的主要因素之一。
研究表明，水稻的病虫害抗性主要由多个基因共同作用而得。
因此，为了实现水稻病虫害抗性的提升，科学家们也探寻了许多新的遗传调控方法。
小麦和水稻的基因组测序和基因功能鉴定
小麦和水稻的基因组测序和基因功能鉴定小麦和水稻是人类最主要的两个粮食作物，它们的种植面积和产量都非常庞大。
在保障全球粮食安全方面，小麦和水稻的作用至关重要。
随着科技的进步，对于这两个作物的研究也越来越深入。
特别是近年来，基因组学、生物信息学等领域的快速发展，为小麦和水稻的研究提供了强有力的支持。
1. 基因组测序基因组测序是指对一个生物体的基因组进行大规模的测序分析，从而得到基因的组成、基因序列等信息。
对于小麦和水稻而言，基因组测序是进行其研究、基因功能鉴定等工作的基础。
在2002年至2005年间，小麦的基因组测序立项，但由于小麦基因组的复杂性和大规模的重复区域等因素，使得该项目的进展缓慢。
直到2015年，小麦的全基因组测序才正式公布。
而水稻的基因组测序则更早，早在2002年就完成了全基因组测序和基因注释工作。
这些基因组的测序数据的公布，让研究人员可以更好的从基因层面进行小麦和水稻的研究。
2. 基因功能鉴定基因功能鉴定是指对于已知基因进行实验验证，从而探究其在生物体内所扮演的角色。
对于小麦和水稻的基因研究，基因功能鉴定尤为重要。
基因的功能可以通过诸如CRISPR/Cas9、RNAi等技术进行干扰或者启动，从而探究其实验表型。
例如，在小麦基因组测序中，研究人员可以对小麦中重要的农艺性状进行研究，例如小麦花序、生物量等性状。
对于某个农艺性状而言，也可以使用同源转化技术对重要基因进行介导转录以更加直观地研究其在小麦中的表现。
3. 基因组学与粮食安全基因组学在生物学研究中的应用已经非常广泛，对于小麦和水稻研究的重要性也不言而喻。
小麦和水稻的基因组研究除了可以为农业提供技术支持外，还可以为粮食安全作出贡献。
随着全球粮食需求的不断增长，农业生产面临着许多挑战，例如农业资源的限制、气候变化等因素。
基因组研究可以为农业生产提供更多选择，例如更耐旱、耐盐、耐病、高产的作物品种、非转基因的抗虫品种等。
4. 活性基因工程除了基因功能鉴定外，活性基因工程也是小麦和水稻研究不可或缺的一部分。
学科门类(二级类)：植物生产类
学科门类（二级类）：植物生产类学科门类（二级类）：植物生产类2010年国家级教学团队（本科）附件材料四团队科研类荣誉团队名称：生物化学与分子生物学系列课程教学团队团队带头人：张宪省所在院校：山东农业大学推荐部门：山东省教育厅教育部高等教育司制二〇一〇年一月234567891011团队近五年主持的主要科研项目号课题名称课题来源时间持人（万元）1.植物授粉细胞识别的分子机理研究信号通路国家重大科学研究计划2007-2010张宪省25002.高产转基因玉米新品种培育转基因生物新品种培育科技重大专项2008-2010张宪省5803.植物激素调节体细胞胚胎发生的分子机理研究国家自然科学基金重点计划重大项目2010-2014张宪省1806.中细胞脱分化与再分化的分子基础研究国家自然科学基金2008-2010宪省407.优质高产多抗小麦育种技术研究及新品种选育：黄淮海优质高产冬小麦新品种选育国家支撑计划2006-2009张宪省508.作物高产优质的生理与分子基础教育部“长江学者创新团队”发展计划2007-2009郑成超300定与应用2007超12.一种棉花新型CCCH锌指转录因子的生物学功能分析国家自然科学基金2006-2008郑成超3513.棉花高产性状激素调控基因的克隆和克隆新方法的研究国家转基因植物研究重大专项2009-2010郭兴启4214.现代农业蜂产业技术体系建设农业部现代农业产业技术体系建设专项子课题2009-2014郭兴启10017.MiRNAs 的功能鉴定及 调控途径研究 国家自然科学基金2010-2012长艾3018. 水稻干旱、盐胁迫相关microRNAs 的分离和表 达调控分析 国家自然科学基金2006-2008吴长艾2619.小麦品质区域适宜性研究 省农业厅2008-2011 李 菡 3720. 耕地地力与小麦品质关系研究农业部2007-2009 李 菡 48团队近五年发表的主要SCI论文Arabidopsis seed development.2.Tissue-specificexpression of the PNZIPpromoter is mediated bycombinatorialinteraction of differentcis-elements and a novelranscriptional factor.郑成超等NucleicAcidsResearch2009,37:2630-26443.Auxin-induced WUSexpression is essentialfor embryonic stem cellrenewal during somatic张宪省等PlantJournal2009,59:448-460interacting with GZIRD21A and GZIPR5.5.GhDREB1 enhancesabiotic stress tolerance,delays GA-mediateddevelopment andrepresses cytokininsignaling in transgenicArabidopsis.郑成超等PlantCellEnvironment2009,32:1132-1145parative proteomicanalysis provides newinsights into mulberry 郑成Proteom2009,9:tobacco and yeast.8.Overexpression ofPwTUA1, apollen-specific tubulingene, increases pollentube elongation byaltering the distributionof α-tubulin andpromoting vesicletransport.郑成超等JournalofExperimentalBotany2009,60:2737-2749Functionalcharacterization of atobacco matrix郑成Transgenic2009,18:differential regulation by light and an endogenous clock.11.Molecularcharacterization of thespatial diversity andnovel lineages ofmycoplankton inHawaiian coastalwaters.高峥等TheISMEJournal2010,4:111-12012.Identification of theproteomic changes inSynechocystis sp. PCC 李JournalofExperi2009,4:14.Genome-wide profilingof developmental,hormonal orenvironmental 2responsiveness of thenucleocytoplasmictransport receptors inArabidopsis.郑成超等Gene2010,451:38-4415.Functional analysis reveals effects of tobacco alternativeoxidase gene (NtAOX1a) on regulation of defence 郭兴启等BioscienceReports2009,29:375-83adjustment.17.Identification of a novelNPR1-like gene fromNicotiana glutinosa andits role in resistance tofungal, bacterial andviral pathogens.郭兴启等PlantBiology2010,12:23-3418.NgRDR1, anRNA-dependent RNApolymerase isolatedfrom Nicotianaglutinosa, was involvedin biotic and abiotic郭兴启等PlantPhysiology andBiochemistry2009,47:359-36820.Molecular cloning andcharacterization of aninducibleRNA-dependent RNApolymerase gene,GhRdRP, from cotton(Gossypium hirsutumL.).郭兴启等MolecularBiologyReport2009,36:47-5621.Oral immunogenicityand protective efficacyin mice of acarrot-derived vaccinecandidate expressing郑成超等ProteinExpression andPurifica2010,69:127-131olecules23.Identification,characterization, andoverexpression of aphytase with potentialindustrial interest.王晓云等CanadianJournalofMicrobiology2009,55:599-60424.Inhibition kinetics andthe aggregation ofα-glucosidase bydifferent denaturants.王晓云等ProteinJournal2009,28:448-456 Overexpression ofNHX1s in transgenicActaPhysiolo2010,suspension cultures of Coleus blumei.27.Rice OsAS2 gene, amember of LOB domainfamily, functions in the regulation of shoot differentiation and leaf development. 张宪省等Journalof PlantBiology2009,52:374-38128.Arabidopsis thaliana metallothionein,AtMT2a, mediates ROS balance duringoxidative stress. 郑成超等Journalof PlantBiology2009,52:585-592usage in insect mitochondrial genomes. 省等genomics65-7131.Microarray-basedanalysis ofStress-regulatedmicroRNAs inArabidopsis thaliana.郑成超等RNA2008,14:836-84332.Genome-wide analysisof CCCH zinc fingerfamily in Arabidopsisand rice.郑成超等BMCGenomics2008,9:44Molecular detection offungal vommunities inAppliedand2008,74(19)stress in tobacco.35.Molecular cloning andcharacterization ofGhNPR1, a geneimplicated in pathogenresponses from cotton(Gossypium hirsutumL.).郭兴启等BioscienceReports2008,28(1):7-1436.The NgAOX1a genecloned from Nicotianaglutinosa is implicatedin response to abioticand biotic stresses.郭兴启等BioscienceReports2008,28(5):259-26638.Evidence that theamino-acid residues areresponsible forsubstrate synergism oflocust arginine kinase.王晓云等BiochemistryandMolecularBiology2008,38:59-6539.Functionalcharacterization of atobacco matrixattachmentregion-mediatedenhancement oftransgene expression.郑成超等TransgenicResearch2009,18(3):377-385Petunia.Reports 117642.Evidence that the amino acid residue P272 of arginine kinase is involved in its activity, structure and stability.王晓云等 International Journal of Biologic al Macrom olecules 2008,43: 367-37243.The effect of rutin on arginine kinase:Inhibition kinetics and 王晓International Journal of 2009,44(2):seed germination. 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水稻9311基因组
水稻9311基因组摘要：1.水稻9311 基因组的概述2.水稻9311 基因组的研究意义3.水稻9311 基因组的研究进展4.水稻9311 基因组的应用前景正文：一、水稻9311 基因组的概述水稻9311 基因组是指水稻品种“9311”的基因组，是一种重要的粮食作物基因组。
水稻9311 基因组的研究有助于提高水稻的产量和品质，对解决全球粮食安全问题具有重要意义。
二、水稻9311 基因组的研究意义水稻9311 基因组的研究意义主要体现在以下几个方面：1.提高水稻产量：水稻9311 基因组的研究有助于揭示水稻生长发育的分子机制，从而为培育高产水稻品种提供理论依据。
2.提高水稻品质：通过对水稻9311 基因组的研究，可以找到影响水稻品质的关键基因，进而培育出优质水稻品种。
3.抗病性研究：水稻9311 基因组的研究有助于揭示水稻抗病性的遗传机制，为培育抗病性强的水稻品种提供理论支持。
三、水稻9311 基因组的研究进展目前，水稻9311 基因组的研究取得了显著进展：1.水稻9311 基因组测序完成：科学家已经完成了水稻9311 基因组的测序工作，揭示了水稻9311 基因组的基本结构和基因组成。
2.功能基因研究：通过对水稻9311 基因组中关键基因的功能研究，已经取得了一系列重要成果，包括产量、品质和抗病性等方面的关键基因。
3.转基因技术应用：基于水稻9311 基因组的研究成果，已经成功培育出一批具有高产、优质和抗病性等特点的转基因水稻品种。
四、水稻9311 基因组的应用前景水稻9311 基因组的研究成果在农业生产中具有广泛的应用前景：1.培育高产水稻品种：利用水稻9311 基因组的研究成果，可以筛选和培育出高产水稻品种，为解决全球粮食安全问题提供有力支持。
2.培育优质水稻品种：通过对水稻9311 基因组的研究，可以找到影响水稻品质的关键基因，进而培育出优质水稻品种，满足人们生活水平的提高。
3.抗病性强的水稻品种：利用水稻9311 基因组的研究成果，可以培育出抗病性强的水稻品种，减少农药使用，提高农业生产效益。
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1、总体目标：
通过项目的实施，保持和提升我国在水稻基因组研究的国际地位和竞争力，加强我国农业科技自主创新能力，培养和造就一批高水平的植物生命科学研究人才，建立我国水稻分子改良的理论和技术体系，指导水稻品种的分子改良。
2、五年预期目标
克隆50个左右的水稻重要功能基因，阐明2－3个重要农艺性状控制的分子机理，建立高效水稻杂交育种和分子育种体系和培育一批具有重要应用前景的遗传改良品系。获得具有重要应用前景的功能基因专利25项，发表高水平论文100篇左右（累计影响因子400以上）。
(1)密切围绕我国水稻生产中的关键问题，集中了全国水稻育种、分子生物学、比较基因组学、生物信息学等领域中的优势力量和资源，充分利用国内外可利用的水稻基因组信息资源和多学科交叉手段，对水稻重要农艺性状调控的分子机制有系统、全面、深入的阐明。
(2)以控制重要农艺性状的功能基因为基础，提出了包括超级稻在内的水稻等作物产量、品质和抗逆性分子改良的思路和途径。
(6) 反向遗传学研究控制水稻株型的基因及其调控
3、参加单位和主要学术骨干
中科院遗传发育所、中国水稻所等
科研骨干：陈明生、曾大力、王首锋、朱旭东、张景六、罗达等
4、专项经费安排
760万元，占预算专项经费的23.75％。
子课题2、育性的分子控制（负责人：刘耀光）
1、主要目标
克隆10个以上水稻生殖发育以及配子育性的重要功能基因，阐明这些基因的分子作用机理，建立高效的水稻杂交育种和分子育种体系。
根据研究内容本项目由7个课题组成，每个课题组设1－2名课题负责人协助项目负责人进行课题的管理和各个课题间以及参加课题的有关单位间的协调。
子课题1、株型发育的基因调控（负责人：李家洋）
1、主要目标
获得10个左右具有我国自主知识产权的控制水稻水稻株型（包括分蘖、分蘖角度、叶片性状、穗部性状、穗粒大小、落粒性和根部性状等）的重要功能基因，阐明水稻株型控制的分子机理。
2、技术途径
本项目将根据研究任务和目标，充分利用已有的水稻基因组和功能基因组研究的资源和信息平台，主要以遗传学、分子生物学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等为主要研究手段，开展水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢和环境胁迫等主要农艺性状的分子控制机理的研究。采用的主要研究路线有四个：第一，重要功能基因克隆及其作用网络的研究；第二，重要农艺性状的功能基因组研究；第三，杂交育种技术的改良和完善；第四，重要农艺性状的分子改良。通过发挥我们已有研究工作基础以及研究队伍的技术特点，阐明水稻重要农艺性状分子控制的机理，为分子改良和设计重要农艺性状奠定理论和技术基础，推动我国育种科学的可持续发展，并对解决重要的植物科学中复杂性状调控的问题做出贡献。
2、主要研究内容
(1) 与MOC1相互作用的基因和调控网络的研究以及GRAS基因家族的功能基因组学研究。
(2) 控制水稻分蘖角度和叶片性状的基因调控的研究
(3) 影响水稻穗大小和穗形态的基因的克隆和功能研究
(4) 控制水稻穗粒大小（千粒重）和落粒性基因的克隆和基因调控的研究
(5) 研究水稻不定根原基发生关键基因ARL1调控系统的分子机制。
项目名称：
水稻重要农艺性状的功能基因组和分子基础研究
首席科学家：
薛勇彪 中国科学院遗传与发育生物学研究所
起止年限：
2005.12至2010.11
依托部门：
中国科学院
一、研究内容
本项目将在前一期973项目取得成果的基础上，结合国内外水稻基因组研究的新进展，进一步凝练科学目标，以我国水稻生产中的重大需求为导向，以功能基因组研究为主要手段，重点开展水稻重要农艺性状的分子基础的研究。主要内容包括：株型发育的基因调控、育性的分子控制、胚乳发育和种子形成、淀粉代谢的功能基因组、重要农艺性状的比较基因组、光温胁迫的功能基因组和重要农艺性状的分子改良。
2、主要研究内容
（1）包台型、红莲型、野败型等细胞质雄性不育基因和主效恢复基因（3－4个）的克隆并及其分子作用机理
（2）2个光/温敏核不育基因的克隆及其分子机理
（3）5个籼粳杂种亲和性基因的克隆、分子机理，其及籼粳杂种育性障碍克服的分子途径
（4）多个控制生殖器官和雌雄配子发育相关基因的克隆及其分子机理
三、研究方案
1、学术思路
针对我国水稻生产中迫切需要解决的高产、优质和抗逆等问题，本项目以重要农艺性状为对象，综合应用分子遗传学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等多学科交叉的手段，研究水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢调控和光温胁迫应答的分子机理，克隆鉴定相关的关键基因并阐明其功能，为解决我国水稻优良品种培育中的重大理论和技术问题提供创新性研究成果。
(3)在已具备的国际竞争力基础上，进一步提高和加强我国农业科技的自主创新能力。
2001年中国科学院启动了重大创新行动计划项目“水稻基因组测序和重要农艺性状功能基因组研究”，主要开展水稻基因组精细图绘制和4号染色体精确测序的工作，同时涉及一些基因克隆和表达的研究；同年启动的国家863计划科技重大专项“水稻高产等重要农艺性状的功能基因组研究”主要集中在突变体库，基因芯片，全长cDNA克隆的平台建设和重要功能基因克隆等方面，注重规模化功能基因组研究的平台建设，而本项目则是紧紧围绕与产量、品种和抗逆性等密切相关的重要农艺性状开展功能基因组研究，注重系统集成和分子机理研究，旨在阐明复杂性状的形成机理，为其分子改良提供理论和技术支持。
（5）不育基因和恢复基因的转化，新型的不育系和恢复系的研制
3、参加单位和主要学术骨干
华南农业大学、上海植生所等
科研骨干：黄海，庄楚雄，王台、张大兵，杨仲南、张桂权、王台等
4、专项经费安排
400万元，占专项预算经费的12.5％。
子课题3、胚乳发育和ห้องสมุดไป่ตู้子形成（负责人：薛红卫）
根据研究内容本项目由7个课题组成，每个课题组设1－2名课题负责人协助项目负责人进行课题的管理和各个课题间以及参加课题的有关单位间的协调。
3、创新点和特色
水稻已成为禾本科植物研究的模式植物，特别是全基因组序列的完成，相关的数据呈指数级增加，产生了海量的数据，为功能基因组研究奠定了坚实基础，已经成为国际植物科学的前沿领域。本项目的主要创新点与特色在于以下几个方面：