项目简介-华中柿苑
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项目简介

国家重点研发计划“主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新”

重点专项“特色经济林优异种质发掘和精细评价”(2019YFD1000600)

项目简介

一. 研究背景
我国是柿、杏、桑和花椒原产地和主产区(包括油橄榄),种质资源丰富但鉴定、评价研究不充分,特征功能成分及其代谢调控网络以及重要农艺性状遗传规律及其调控机理不清楚。此外,与先进国家和其他木本植物相比较,其整体研究起点较低。由于骨干亲本和重要农艺性状相关基因不明确,导致遗传改良的盲目性和低效率,已成为相关经济林产业可持续发展的限制因素。


二. 研究目标
系统收集和保存新种质≥200份,精细评价和建立分子身份证种质≥500份,筛选优异种质≥50份;明确特异种质起源演化及其遗传多样性分布规律;明确五种经济林特色功能成分,解析其重要农艺性状遗传规律及其调控机制≥5个;鉴定重要农艺性状关键基因≥15个;构建重要农艺性状遗传信息库≥5个;申请或获得专利和软件著作权≥15项,发表论文(SCI IF≥5或JCR一区)≥15篇;培养青年骨干和研究生≥50名。


三. 研究内容
(一)拟解决的重大科学问题
阐明我国柿、杏、桑、花椒和油橄榄等经济林优异种质的可利用性及其利用途径。
(二)拟解决的关键技术
精准表型和基因型鉴定;规模化优异种质和重要农艺性状基因筛选;特异代谢产物和主效基因调控网络构建。
(三)主要研究内容
课题1.新种质收集、保存和评价研究。扩展收集柿、花椒、桑等新种质;开展表型、基因型鉴定和种质筛选研究;构建桑、花椒和油橄榄核心种质;筛选柿、杏骨干亲本;进一步探讨甜涩、苦麻、香气成分和硬度等重要农艺性状遗传规律并开发相应分子标记。
课题2.特异种质遗传多样性及其起源和演化研究。补充收集“一带一路”沿线杏、油橄榄种质,探讨其传播和遗传多样性分布规律;解析甜柿和紫杏等种质起源和演化规律。
课题3.重要功能成分鉴定及其代谢调控网络解析。鉴定五种经济林果实色泽、甜涩和苦麻风味以及油脂等特色功能成分并解析其代谢调控网络。
课题4.重要农艺性状形成机制及关键基因挖掘。鉴定桑、杏和柿等重要农艺性状关键基因并解析其遗传调控网络。
课题5.重要农艺性状遗传信息库构建。整合已公开和本项目其他课题产生信息并与自测结合,建立五种经济林特色功能成分和重要农艺性状遗传信息库。


四. 技术路线
以特色功能成分和重要农艺性状为“切入点”;以“表型和基因型鉴定-种质筛选-功能成分及其代谢调控网络解析-关键基因及其遗传调控网络解析-遗传信息库构建”为主线;运用个体、群体试材及其取样策略,基于全基因组鉴定和筛选优异种质,基于多组学和大数据挖掘特色功能成分和重要农艺性状关键基因并解析其调控网络。此外,整合多种信息并构建特色功能成分和重要农艺性状遗传信息库。


五. 研究基础和团队
(一)平台基础
项目组成员所在单位建有林木遗传育种、旱区作物逆境生物学、家蚕基因组生物学等3个国家重点实验室和园艺植物生物学等25个省部级重点实验室;建有柿、杏国家圃。
(二)团队基础
项目组成员共39人。其中,正高职9人、副高职15人;优秀青年科学基金获得者2人。
(三)研究基础
项目组成员近5年在PNAS、The Plant Cell、Plant Physiology、New Phytologist、The Plant Journal等期刊发表SCI论文121篇;获国家专利30项。


六. 预期成果和效益
鉴定供试五种经济林特色功能成分和控制重要农艺性状关键基因,综合阐明其特色成分和重要农艺性状遗传规律及遗传调控网络;建立表型和基因型鉴定、核心种质和骨干亲本筛选,功能成分鉴定和重要农艺性状基因挖掘及其调控网络构建,稳定遗传转化和基因编辑等技术体系;筛选出部分特色经济林核心种质和骨干亲本,并创制一批育种材料。



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