Genetic control of barb/trichome formation on barley awns and stigmata – or, why does cultivated barley need rough awns?

大麦芒和柱头上倒刺/毛状体形成的遗传控制â或者,为什么栽培大麦需要粗芒?

基本信息

项目摘要

Barley awns are rough because they are coated with highly silicified barbs. Rough awns are known to cause hazards for the human respiratory tract during grain harvest as well as for the digestive tract of some ruminants and other animals when foraging on barley. The trait is controlled by a few major genetic loci and breeding for barbless awns, or smooth awns, is relatively easy achievable. Because of a correlation of smooth awns with reduced stigma hairiness, which is often associated with reduced fertility in barley, however, rough awn remained the predominant form of cultivated barley.We have recently cloned a major gene Raw1 controlling awn roughness in barley and based on GWAS and bi-parental mapping we have delimited a second locus in a promising region for gene-cloning on barley chromosome 7HS.We aim to isolate the second locus by state-of-the-art genomics-based positional cloning and perform gene function analysis of both cloned awn roughness genes. Knowing both genes that were under natural selection and by exploiting the pan-genome and genetic diversity resources under development in my group at IPK, it will be possible to track the selection/domestication history of the trait awn roughness and test its linkage/correlation with stigma hairiness and fertility and thus provide the knowledge of future breeding for smooth awn phenotypes without yield penalty through reduced fertility. The project aims at revealing the genetic basis of awn roughness in barley as well as its correlation to stigma hairiness, which is influencing fertility and yield. The following objectives will be adressed:• Genetic mapping and cloning of the functional gene of the newly identified smooth awn locus on barley chromosome 7HS (Raw7HS);• Functional validation of the newly isolated gene Raw7HS by TILLING and site-directed mutagenesis;• Functional validation of Raw1 control of awn roughness and stigma hairiness through site-directed mutagenesis;• Reveal natural diversity and signatures of selection at the Raw1 and Raw7HS loci; • Test for functional linkage between barb formation and stigma hairiness through systematic phenotyping of rough, smooth and semi-smooth accessions from a natural diversity collection;• Phenotypic and genotypic (Raw1 and Raw7HS) characterisation of a panel of independently induced smooth / semi-smooth mutants to reveal their allelic state.• Establish genetic crosses between raw1 and raw7HS genotypes and the panel of induced mutants to test for cumulative or epistatic interactions and to establish mapping populations for further gene isolations in (a) subsequent project(s).
大麦芒是粗糙的,因为它们被高度硅化的倒钩覆盖。已知粗糙芒在谷物收获期间对人的呼吸道以及在以大麦为食时对一些反刍动物和其他动物的消化道造成危害。这一性状受几个主要的遗传位点控制,无刺芒或光滑芒的育种相对容易实现。然而,由于平滑芒与柱头多毛减少的相关性,这通常与大麦的育性降低有关,我们最近克隆了一个控制大麦芒糙度的主效基因Raw 1,并根据GWAS和双亲定位,在一个有希望的基因区域中确定了第二个位点,我们的目标是通过最先进的基于基因组学的定位克隆分离第二个位点,并对两个克隆的芒粗糙度基因进行基因功能分析。了解自然选择下的两个基因,并通过利用我在IPK的小组正在开发的泛基因组和遗传多样性资源,将有可能跟踪芒粗糙度性状的选择/驯化历史,并测试其与柱头多毛和生育力的联系/相关性,从而为未来的光滑芒表型育种提供知识,而不会通过降低生育力而造成产量损失。该项目旨在揭示大麦芒粗糙度的遗传基础及其与影响生育力和产量的柱头多毛的相关性。本研究的主要目的是:定位和克隆大麦染色体7 HS上新发现的光滑芒基因(Raw 7 HS)的功能基因;通过TILLING和定点突变验证新分离基因Raw 7 HS的功能;通过定点突变验证Raw 1控制芒粗糙度和柱头多毛的功能;揭示Raw 1和Raw 7 HS基因座的自然多样性和选择特征;·通过对来自自然多样性收集的粗糙、光滑和半光滑种质进行系统表型分析,测试倒钩形成和柱头多毛之间的功能联系;·对一组独立诱导的光滑/半光滑突变体进行表型和基因型(Raw 1和Raw 7 HS)表征,以揭示其等位基因状态。建立raw 1和raw 7 HS基因型与诱导突变体组之间的遗传杂交,以测试累积或上位相互作用,并建立作图群体,用于后续项目中的进一步基因分离。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Nils Stein其他文献

Professor Dr. Nils Stein的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Nils Stein', 18)}}的其他基金

Genomics-assisted dissection of barley morphology and development (ERA-PG 046)
大麦形态和发育的基因组辅助解剖 (ERA-PG 046)
  • 批准号:
    35921318
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

Pt/碲化物亲氧性调控助力醇类燃料电氧化的研究
  • 批准号:
    22302168
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cortical control of internal state in the insular cortex-claustrum region
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    25 万元
  • 项目类别:
Lagrange网络实用同步的不连续控制研究
  • 批准号:
    61603174
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
职业因素致慢性肌肉骨骼损伤模型及防控研究
  • 批准号:
    81172643
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
呼吸中枢低氧通气反应的遗传机制及其对睡眠呼吸障碍的影响
  • 批准号:
    81070069
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
动态无线传感器网络弹性化容错组网技术与传输机制研究
  • 批准号:
    61001096
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超临界机翼激波三维鼓包控制机理及参数优化研究
  • 批准号:
    10972233
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中枢钠氢交换蛋白3在睡眠呼吸暂停呼吸控制稳定性中的作用和调控机制
  • 批准号:
    30900646
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低辐射空间环境下商用多核处理器层次化软件容错技术研究
  • 批准号:
    90818016
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

CAREER: Elucidating Biogenic Control of Heterogenous Ice Nucleation
职业:阐明异质冰核的生物控制
  • 批准号:
    2336558
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Resilient and Efficient Automatic Control in Energy Infrastructure: An Expert-Guided Policy Optimization Framework
职业:能源基础设施中的弹性和高效自动控制:专家指导的政策优化框架
  • 批准号:
    2338559
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Data-Enabled Neural Multi-Step Predictive Control (DeMuSPc): a Learning-Based Predictive and Adaptive Control Approach for Complex Nonlinear Systems
职业:数据支持的神经多步预测控制(DeMuSPc):一种用于复杂非线性系统的基于学习的预测和自适应控制方法
  • 批准号:
    2338749
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Molecular Control of Thermomechanics and Shape-Morphing of Dynamic Covalent Polymer Networks
热机械的分子控制和动态共价聚合物网络的形状变形
  • 批准号:
    2406256
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Facilitating Autonomy of Robots Through Learning-Based Control
职业:通过基于学习的控制促进机器人的自主性
  • 批准号:
    2422698
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PZT-hydrogel integrated active non-Hermitian complementary acoustic metamaterials with real time modulations through feedback control circuits
PZT-水凝胶集成有源非厄米互补声学超材料,通过反馈控制电路进行实时调制
  • 批准号:
    2423820
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: How do plants control sperm nuclear migration for successful fertilization?
合作研究:植物如何控制精子核迁移以成功受精?
  • 批准号:
    2334517
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NSF-BSF: How cell adhesion molecules control neuronal circuit wiring: Binding affinities, binding availability and sub-cellular localization
合作研究:NSF-BSF:细胞粘附分子如何控制神经元电路布线:结合亲和力、结合可用性和亚细胞定位
  • 批准号:
    2321481
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: NSF-BSF: How cell adhesion molecules control neuronal circuit wiring: Binding affinities, binding availability and sub-cellular localization
合作研究:NSF-BSF:细胞粘附分子如何控制神经元电路布线:结合亲和力、结合可用性和亚细胞定位
  • 批准号:
    2321480
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: A Universal Framework for Safety-Aware Data-Driven Control and Estimation
职业:安全意识数据驱动控制和估计的通用框架
  • 批准号:
    2340089
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了