大豆抗镉和籽粒低积累的分子机理解析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31271745
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Vast areas of agricultural soils are contaminated with Cadmium(Cd) through the use of super phosphate fertilizers and sewage sludge, and inputs from mining and smelting industries.From the viewpoint of our health and sustainnable agricultural production,minimizing Cd content in their grain is an urgent matter.Selection and breeding of crops for low uptake and accunulation in grain open up new opportunities to minimize Cd in the food chain.To achieve this goal,the genetic components controlling advantageous traits need to be identified to provide an understanding of their molecular mechanisms.In this project, firstly, the genome of two contrast genotypes, Zhonghuang24 (sensitivity, high Cd accumulation) and Huaxia3 (resistance,low Cd accumulation),will be resequenced by the high-throughput sequencing .The structure difference will be revealed through comparing the reads from two genotypes. Secondly, the transcriptome data of root, leaf and seed stressed Cd will be provided by RNA Seq-Atlas. Small RNAs and target genes will be uncovered by high-throughput sequencing. Thirdly, the new markers will be developed based on those information, and map QTLs associated with Cd resistance and low accumulation in soybean in the recombinant inbred line population(F6:7) derived from Zhonghuang24 / Huaxia3. Integrating expression profiling and linkage analysis, we understand the molecular regulating network of tolerance and low cadmium accumulation in soybean and establish the blueprints of molecular design breeding.
土壤镉污染程度和面积日趋严重,从人类健康和农业可持续发展的角度,减少农作物籽粒中镉含量已是农业生产的重要任务,选育低吸收、籽粒低积累的作物品种为我们开辟一条降低镉危害的最经济可持续的线路,而通过解析作物籽粒低积累的遗传基础、理解分子机制才可达到改良籽粒低积累性状的目的。本项目以华夏3号(中抗、低积累)和中黄24(敏感、高积累)及其衍生的F6:7重组自交系群体为材料,首先利用新一代全基因组测序技术分析两亲本间差异位点,开发新标记;然后利用高通量基因表达技术分析两亲本间差异表达的基因(包括编码蛋白和非编码的小分子),开发新标记;再利用重组自交系群体对所开发的标记与镉抗性、籽粒积累数据进行连锁分析,寻找与大豆抗性、低积累的QTL;并对定位信息在育种材料中验证。整合表达谱和连锁分析的信息,理解大豆镉抗性和低积累的分子机制,为开展分子设计育种做准备。

结项摘要

面对土地资源短缺背景下的土地重金属污染的挑战和广大民众对食品安全的关注,农业科学家可以通过育种手段选育抗污染低积累的优良品种,从而在轻度、中度污染的土地上生产出符合要求的安全食品。了解大豆镉抗性和籽粒镉积累的遗传与分子机制是大豆镉抗性和籽粒镉积累分子育种的前提。.本项目在调查了南方大豆生产田重金属污染状况的基础上,首先从200多分大豆育种资源中筛选出镉抗性、籽粒积累不同的5个品种,通过比较发现5个品种间在根系、茎叶和籽粒生理性状存在着显著差异。然后利用新一代全基因组测序技术对两个差异明显的品种华夏3号(中抗、低积累)和中黄24(敏感、高积累)间全基因组进行了测序,发现了529870多个SNP 新标记,同时利用高通量基因表达技术发现在两品种间根系中存在5518差异基因和17个差异miRNA,而在籽粒中存在差异基因2242和差异蛋白21。利用这些信息开发新标记,在以华夏3号(中抗、低积累)和中黄24(敏感、高积累)衍生的F6:7 重组自交系群体为材料对所开发的标记与镉抗性、籽粒积累数据进行了连锁分析,分别找到8个和4个与大豆抗性、低积累的QTL。这些结果有助于理解大豆镉抗性和籽粒积累的分子机制。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
华南地区夏播大豆品种镉耐性及籽粒镉积累的差异
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方小龙;马启彬;年海;杨存义
  • 通讯作者:
    杨存义
Metal Pollution (Cd, Pb, Zn, and As) in Agricultural Soils and Soybean, Glycine max, in Southern China
中国南方农业土壤和大豆中的金属污染(镉、铅、锌和砷)
  • DOI:
    10.1007/s00128-014-1218-5
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Cheng; Yanbo;Ma; Qibin;Nian; Hai;Yang; Cunyi
  • 通讯作者:
    Cunyi
Genome-widecharacterization of soybean P1B-ATPases gene family provides functionalimplications in cadmium responses
大豆 P1B-ATP 酶基因家族的全基因组表征提供了镉反应的功能意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    BMC genomics,
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马启彬;年海;王应祥;杨存义
  • 通讯作者:
    杨存义
Comparison of subcellular distribution and chemical forms of cadmium among four soybean cultivars at young seedlings
四个大豆品种幼苗期镉的亚细胞分布及化学形态比较
  • DOI:
    10.1007/s11356-015-5126-y
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Environ Sci Pollut Res
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fang Xiaolong;Zhang Jie;Wan Haibo;Yang Cunyi
  • 通讯作者:
    Yang Cunyi
华南地区11个春播大豆品种抗镉性的差异
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    华南农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄益安;马启彬;年海;杨存义
  • 通讯作者:
    杨存义

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其他文献

南方三省(区)抗大豆疫霉根腐病野生大豆资源的筛选
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  • 期刊:
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  • 作者:
    任海龙;宋恩亮;马启彬;杨存义;王瑞鹏;马天翔;唐玉娟;年海
  • 通讯作者:
    年海
华南地区大豆育种材料抗疫霉根腐病鉴定
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任海龙;马启彬;杨存义;宋恩亮;王瑞鹏;马天翔;唐玉娟;年海
  • 通讯作者:
    年海
miRNA在植物适应土壤胁迫中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国农业科技导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨存义
  • 通讯作者:
    杨存义

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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