云南省自然科学奖项目公示

一、项目基本情况

1、项目名称：疣粒野生稻基因组解析与重组机制研究

2、主要完成人：罗琼(云南农业大学)，程祝宽(中国科学院遗传与发育生物学研究所)，吴志刚（云南农业大学，现工作单位云南省农业科学

院），李亚非(中国科学院遗传与发育生物学研究所)，崔鹏（中国农业科学院农业基因组研究所）。 3、拟提名等级：拟提名该项目申报云南省自然科学奖二等奖。

4、主要完成单位：云南农业大学，中国科学院遗传与发育生物学研究所，中国农业科学院农业基因组研究所 5、提名者：云南农业大学

二、项目简介

近10年来，研究团队依托多项国家自然科学基金、国家科技重大专项等项目，对云南重要野生资源——疣粒野生稻的遗传学和基因组学，水稻遗传重组分子机制，开展了创新性的基础理论研究工作。主要科学发现如下：

1、综合运用多学科交叉手段，首次解析了云南疣粒野生稻基因组。获得了从头组装的疣粒野生稻基因组序列~777Mb，转录本数据91,562条，预测蛋白编码基因40,116个。发现了长末端重复(LTR)逆转座子(特别是RIRE2亚型)的近期爆发，导致了疣粒野生稻物种形成后基因组迅速扩增。首次揭示了疣粒野生稻是10个稻属基因组中，唯一缺乏串联重复序列的着丝粒结构，其着丝粒主要由相间分布的gypsy-型LTR组成，这是植物着丝粒序列组成研究的一个新发现。

2、针对稻属不同染色体组稻种间遗传重组屏障，克隆了HEI10、MSH5、MSH4、HEIP1、SDS和MEICA1一系列减数分裂关键基因。首次揭示了ZMM蛋白MSH5、MSH4、HEIP1和HEI10通过物理相互作用共同调控同源重组交叉的形成，减数分裂特异的细胞周期蛋白SDS作为同源重组的起始因子在DSB形成和重组元件MSH5、MER3和ZEP4的染色体定位中发挥重要作用，及MEICA1通过抑制非同源重组和调控交叉形

成参与减数分裂同源重组的保障机制。通过改良上述减数分裂相关基因，不仅能打破不同染色体组间遗传物质重组的障碍，还能有效提高基因间的重组频率，加速优良基因利用和新品种选育的进程。

3、在疣粒野生稻基因组解析和稻瘟病抗性系统研究的基础上，从疣粒野生稻中克隆了稻属第一个3’末端包含硫氧还蛋白(TRX)结构域的CC-NBS-LRR抗病蛋白OgPi-ta。此外，我们还克隆了半显性矮杆基因Slr-d6、散生基因LPA1和卷叶基因SLR2，对它们的功能进行了深入研究。培育出了含有显性矮秆基因Slr-d6的550S光温敏雄性不育系。为水稻品种的分子改良提供了有价值的新基因资源。

研究成果发表论文16篇，其中SCI论文13篇，累计影响因子86.225，他引330次。单篇最高影响因子12.084。获授权国家发明专利5项。2021年4月25日通过了中科合创（北京）科技成果评价中心组织的项目成果鉴定。专家组一致认为：该项目总体达到国际先进水平，其中疣粒野生稻基因组解析和水稻同源重组机制研究达到国际领先水平。

三、主要完成人对项目的贡献情况

1、主要完成人对项目的贡献情况

序号 合作方式 项目合作，论文合著 合作者 合作成果（代表性论文和专利） 合作科技项目4项：国家自然科学基金项目（U1302261，31360260），国家科技重大专项(2014ZX0800939B)，植物基因组学国家重点实验室开放课题(2012A0301-01) 合著论文7篇：代表性论文1，2，5，7，8 2 3 4 论文合著 论文合著 论文合著 罗 琼，吴志刚 罗 琼，李亚非 罗 琼，崔 鹏 代表性论文1，5，8 代表性论文1，2，5，7，8 代表性论文1 1 罗 琼，程祝宽 四、代表性论文专著（不超过8篇）

论文专著 名称/刊名 /作者 年卷页码 （xx年xx卷xx页） 通讯作者（含共同） 第一作者（含共同） 他引总次数 论文署名单位是否包含国外单位 知识产权是否归国内所有 序号 刊名 作者 影响因子 1 De novo genome assembly of Oryza Communications granulate reveals rapid Biology genome expansion and adaptive evolution Zhigang Wu, Dongming Fang, Rui Yang, Fei Gao, Xingyu An, 罗 琼，吴志刚，Xiaoxuan Zhuo, Yafei Li, 2018, 程祝宽，方东明，4.165 Chuandeng Yi,Tao Zhang, 1(1): 1-10 崔鹏 杨 睿 Chengzhi Liang, Peng Cui, Zhukuan Cheng, Qiong Luo Qiong Luo, Ding Tang, Mo Wang, Weixiong Luo, Lei 2013, Zhang, Baoxiang Qin, Yi Shen, 6(3):729-Kejian Wang, Yafei Li, 742 Zhukuan Cheng Kejian Wang, Mo Wang, Ding 2012, Tang, Yi Shen, Chunbo Miao, 8(7): Qing H u, Tiegang Lu, Zhukuan e1002809 Cheng Yafei Li, Baoxiang Qin, Yi Shen, Fanfan Zhang, Changzhen Liu, Hanli You, Guijie Du, Ding Tang, Zhukuan Cheng 2018, 115(42): 10810-10815 8 否 是 2 The Role of OsMSH5 in Crossover Formation Molecular Plan t during Rice Meiosis 程祝宽 罗 琼，唐 丁 12.084 21 否 是 3 The Role of Rice HEI10 in the Formation Plos Genetics of Meiotic Crossovers 程祝宽 王克剑，王 莫，5.174 唐丁 53 否 是 4 HEIP1 regulates crossover formation PNAS during meiosis in rice 程祝宽 李亚非，9.412 覃宝祥 5 否 是 5 6 Zhigang Wu, Jianhui Ji, Ding OsSDS is essential for Tang, Hongjun Wang, Yi Shen, Frontiers in Plant 2015, 6: 罗 琼，DSB formation in rice Wenqing Shi, Yafei Li, Xuelin Science 21 程祝宽 meiosis Tan, Zhukuan Cheng, Qiong Luo Meiotic Chromosome Qing Hu, Yafei Li, Hongjun Association 1 Interacts 2017, 29: Wang, Yi Shen, Chao Zhang, with TOP3a and The Plant Cell 1697- 程祝宽 Guijie Du, Ding Tang, Zhukuan Regulates Meiotic 1708 Cheng Recombination in Rice Ten Years of Gene Journal Discovery for Meiotic Genetics Event Control in Rice Genomics of Qiong Luo, Yafei Li, Yi Shen, and Zhukuang Cheng 吴志刚，4.402 纪剑辉 11 否 是 胡 青，李亚非 9.618 14 否 是 7 2014, 41(3): 125-137 程祝宽 罗 琼 5.065 38 否 是 8 Characterization of a Zhigang Wu, Ding Tang, Kai new semi-dominant Journal of Liu, Chunbo Miao, Xiaoxuan dwarf allele of SLR1 Experimental Zhuo, Yafei Li, Xuelin Tan, and its potential Botany Mingfa Sun, Qiong Luo, application in hybrid Zhukuan Cheng rice breeding 2018, 程祝宽，吴志刚，69(20): 罗 琼，唐 丁，5.908 4703-孙明法 刘凯 4713 16 否 是 五、获得知识产权情况

项目获授权国家发明专利5项（ZL 2017 1 0494220.8; ZL 2015 1 0471335.6；ZL 2014 1 0397435.4；ZL 2012 1 006 3661.X; ZL 2009 1 0244329.1）

六、项目曾获科技奖励情况

2014年，“水稻穗部性状发育的分子机制”获云南省科学技术奖（自然科学奖）二等奖（排名第一）。