野生大豆PI342618B高耐淹性的形态生理机制与QTL/基因体系研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31571691
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Soybean is sensitive to water submergence at germination and early seedling stages, so it is important to mine elite gene resources with good tolerance for genetic research and breeding utilization. Our previous studies revealed that a wild soybean accession PI342618B originated from Russia had higher tolerance to submergence than that of all tested cultivated soybean. The major contents of this proposal are: 1) to reveal the morphological and physiological characteristics of the tolerant adaptation to submergence stress using PI342618B and the control; 2) to reveal the genetic component of QTL through linkage mapping and association analysis by using two recombinant inbreed line populations and a population composed of chromosome segment substitute lines and other specific tolerant accessions respectively; 3) to fine mapping major QTL and identify their candidate genes for the submergence tolerance, and to reveal the genetic network for regulated genes to submergence through transcriptome and qRT-PCR analyses by using near isogenic lines; 4) to develop molecular markers to assist the development of new lines with good submergence tolerance. We expect to reveal special adaptation mechanism to the water submergence stress and the genetic differences of the tolerance between the germination and early seedling stage in wild and cultivated soybean, and to mine elite gene for breeding purpose. It might be of great significance to deeply understand the principle of adaptation evolution to submergence tolerance from wild to cultivated soybean, and to provide useful germplasm materials and related methods for submergence tolerance breeding in soybean.
大豆在发芽期和幼苗期对水淹涝害敏感,发掘耐淹基因资源可促进耐淹遗传育种工作。申请人前期研究发现国外引种野生大豆PI342618B在发芽期和幼苗期具有强于栽培大豆的高耐淹特性。本申请拟针对该野生大豆比较研究其种子、幼苗适应淹水逆境的形态解剖、生理生化特点;利用PI342618B衍生的2个重组自交系群体和由染色体片段导入系为主构建的种质群体分别通过QTL连锁定位和关联分析揭示其耐淹性的遗传构成;创建次级群体精细定位耐淹重要QTL并筛选候选基因,转录组与定量PCR分析相结合研究应答淹水逆境的基因调控系统;同时开发分子标记用于标记辅助转育野生大豆耐淹基因,选育耐涝栽培新种质。研究预期揭示野生大豆对不同时期淹水逆境的特殊适应机制,明确其与栽培种质耐淹性的遗传差异,并发掘优异基因用于育种实践。这对深入了解野生和栽培大豆种质耐淹适应进化规律具有重要意义,也可为大豆耐淹分子育种奠定材料和方法基础。

结项摘要

大豆耐涝性是复杂数量性状,表型选择效率较低,耐涝种质发掘工作也较薄弱。本项目针对前期发掘的具有高度耐淹性的俄罗斯野生大豆PI342618B进行形态、生理适应特性及遗传基础研究。主要进展包括:①在明确PI342618B在发芽期、幼苗期具有突出耐淹性基础上,揭示其形态、生理适应特点,转录组分析发现淹水处理下PI342618B基因表达具有特异性,发芽期耐淹性主要与肌醇代谢、脯氨酸代谢、碳水化合物代谢过程和氧化还原过程有关,苗期则与主要核糖体生物合成、谷胱甘肽代谢、氮代谢,类胡萝卜素生物合成、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和脂质代谢等相关。②通过 QTL 定位解析 PI342618B高耐淹性的遗传构成,利用NJRINP和NJRI4P群体,检测到与发芽率(GR)、正常苗率(NSR)和电导率(EC)相关的8、7和10个位点,发现位于8号染色体上控制PI342618B种子耐淹性的QTL热点区域,还定位到一个控制种子硬实的主效位点GmHs8;通过GWAS关联分析利用347份栽培品系对大豆种子耐淹性进行关联分析,分别检测到与GR、NSR和EC关联的32、33和34个QTNs,其中包括一个多环境下稳定的耐涝主效位点QTN13。揭示了栽培和野生大豆耐淹性存在遗传差异。③根据定位和转录组结果筛选耐淹性相关候选基因,进一步从PI342618B等材料中克隆出GsGSTU24、GsGSTU42、GmSFT1等基因,发现其在调控大豆耐涝性方面具有重要作用。④对1000余份大豆种质资源进行鉴定,筛选出一批耐涝大豆材料;以PI342618B 等耐涝种质为供体与南农86-4、南农99-6等进行回交,获得8个耐涝新品系并用于育种,育成耐逆新品种南农48。项目发表论文26篇,获批专利1项。本研究明确了PI342618B与栽培种质耐淹性间的遗传差异,发掘出一批优异基因/QTL及其载体材料服务遗传育种实践,也为深入研究野生大豆适应逆境的分子机制奠定基础。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
突变肠杆菌株NRS-1中5个草甘膦逆境应答基因的克隆与功能研究
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.150675
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    费云燕;盖钧镒;赵团结
  • 通讯作者:
    赵团结
Characterization and Rapid Gene-Mapping of Leaf Lesion Mimic Phenotype of spl-1 Mutant in Soybean (Glycine max (L.) Merr.)
大豆 (Glycine max (L.) Merr.) spl-1 突变体叶病模拟表型的表征和快速基因定位
  • DOI:
    10.3390/ijms20092193
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Al Amin, G. M.;Kong, Keke;Zhao, Tuanjie
  • 通讯作者:
    Zhao, Tuanjie
Characterizing Two Inter-specific Bin Maps for the Exploration of the QTLs/Genes that Confer Three Soybean Evolutionary Traits.
表征两个种间 Bin 图以探索赋予三种大豆进化性状的 QTL/基因
  • DOI:
    10.3389/fpls.2016.01248
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Wang W;Liu M;Wang Y;Li X;Cheng S;Shu L;Yu Z;Kong J;Zhao T;Gai J
  • 通讯作者:
    Gai J
QTL architecture of vine growth habit and gibberellin oxidase gene diversity in wild soybean (Glycine soja)
野生大豆藤蔓生长习性QTL结构和赤霉素氧化酶基因多样性
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-43887-z
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang Ruikai;Liu Li;Kong Jiejie;Xu Zhiyong;Bhat Javaid Akhter;Zhao Tuanjie
  • 通讯作者:
    Zhao Tuanjie
夏大豆重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL定位
  • DOI:
    10.13271/j.mpb.016.005987
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    滕康开;曹永策;李曙光;孔杰杰;邢静;赵团结
  • 通讯作者:
    赵团结

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其他文献

大豆3个核心亲本及其衍生品系基于PAV分子标记的亲缘关系研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    赵团结
用SAS程序模拟抽样绘制t、F和χ~2分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国卫生统计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢光南;赵团结;盖钧镒
  • 通讯作者:
    盖钧镒
江淮大豆育种种质对细菌性斑点病S1菌株的抗性鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔杰杰;高学文;盖钧镒;赵团结
  • 通讯作者:
    赵团结
大豆查尔酮还原酶基因GmCHR的克隆与植物表达载体构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘江;陈沛;邢光南;赵团结;李艳;盖钧镒
  • 通讯作者:
    盖钧镒
大豆突变体 NJS-1H 核雄性不育性的细胞学与遗传学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    大豆科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李曙光;赵团结;盖钧镒
  • 通讯作者:
    盖钧镒

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大豆sp-1突变体短叶柄、籽粒高蛋白特性的遗传与育种潜力研究
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  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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