莲藕多分枝形成机理及功能基因发掘

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701920
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1505.蔬菜、瓜果种质资源与遗传育种学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Sacred lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.) is a kind of special vegetable in China, and increased yield is an important goal of sacred lotus breeding. Flower lotus ‘20140424’ has one more lateral branch (the second lateral branch) located in the boundary zone that separates the main branch from another lateral branch (the first lateral branch), this phenotype is quite different from that of the normal sacred lotus resources. Multiple shoot branches have the potential to improve all the yields of rhizome lotus, seed lotus and flower lotus. ‘20140424’ has been separately crossed with four normal sacred lotus as male parent and F1 seeds have been obtained. In the present study, a segregating population (F1 or F2) needs to be developed and on the basis of the whole genome sequences, the following studies will be carried out: whole genome resequencing of DNA from two bulked populations will be used to rapidly map the loci and candidate genes in control of the second lateral branch; the characteristic of the second lateral branch in different development period will be analyzed by paraffin sections in order to determine the cytological basis and critical period of the genesis of the second lateral branch, furthermore, candidate genes should be validated in the critical period by qRT-PCR. These findings obtained above will be important for a better understanding of the molecular mechanisms underlying the second lateral branch and provide theoretical basis for genetic improvement of sacred lotus resources. ‘20140424’ can be used as a high yield material for sacred lotus breeding.
莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)是我国特色蔬菜,增产是莲藕育种的一项重要目标。本团队前期发现花莲‘20140424’具有多分枝现象,在主枝和侧枝之间长出第三枝,与正常莲藕资源(只具有主枝和侧枝)明显不同。增加分枝数对藕莲、花莲及子莲均有重要作用,有望增加其产量。本项目前期已利用多分枝‘20140424’为父本,与4个正常分枝莲藕品种杂交,获得了F1代种子。本项目拟获得性状分离的F1或F2代,并以其为材料,在具有莲藕基因组草图的基础上开展以下研究:利用重测序BSA技术对控制莲藕多分枝的基因进行初步定位和分析;基于石蜡切片分析多分枝腋芽发育各时期特征和动态过程,确定多分枝发生的细胞学基础和关键时期,并在该时期对候选基因进行qRT-PCR验证。通过以上研究不仅丰富和加深了对莲藕多分枝形成机制的理解,还为莲藕高产种质的遗传改良提供理论基础和优良的基因资源,具有实际应用价值。

结项摘要

莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)是我国特色蔬菜,增产是莲藕育种的一项重要目标。花莲‘20140424’具有多分枝现象,在主枝和侧枝之间长出第三枝,与正常莲藕资源(只具有主枝和侧枝)明显不同。增加分枝数对藕莲、花莲及子莲均有重要作用,有望增加其产量。本研究以正常分枝莲藕‘巨无霸’和多分枝花莲‘20140424’顶芽为材料,通过石蜡切片确定多分枝发生的细胞学基础;同时在‘巨无霸’和‘20140424’莲鞭生长过程中,观察多分枝发生情况,明确两份材料的多分枝表型差异程度。以 ‘巨无霸’为母本, ‘20140424’为父本,构建了含173个单株的F2遗传群体。对亲本及群体主藕上的叶片数、多分枝数/主藕上的叶片、多分枝长出的最小节位、多分枝节数、多分枝总长、多分枝主节粗和多分枝支数/藕总支数等7个多分枝相关性状进行了表型鉴定,利用重测序获得的SNP标记对亲本及F2单株进行基因分型,结合表型和基因型数据对相关性状进行了QTL定位和分析。结果表明:莲藕顶芽内存在一大一小两个混合芽,大的混合芽为主藕芽,小的混合芽为子藕芽,多分枝芽长在子藕芽内。 与‘巨无霸’相比,‘20140424’叶腋形成多分枝芽的概率更高,多分枝芽发育成多分枝的概率也更高。多分枝相关性状在F2群体中均呈连续分布状态,表明均为多基因控制的数量性状。6个多分枝相关性状共检测到8个QTL位点,分布在5条连锁群上,LOD值变幅为2-3,解释1.547%-15.317%的表型变异率。贡献率≥10的QTL位点仅有1个,占QTL位点总数12.5%。多分枝总长在LOD阈值降到2仍未定位到区间。多分枝支数/藕总支数在3号连锁群12.762-13.047区间内,共有76个基因,其中有4个基因可能与多分枝的形成有关。通过以上研究不仅丰富和加深了对莲藕多分枝形成机制的理解,还为莲藕高产种质的遗传改良提供理论基础和优良的基因资源,具有实际应用价值。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于表型性状及SNP标记的豆瓣菜种质资源遗传多样性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国蔬菜
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    季群;李双梅;朱红莲;柯卫东
  • 通讯作者:
    柯卫东

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其他文献

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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