Using translational genomics to underpin germplasm improvement for complex traits in crop legumes

利用转化基因组学支持豆科作物复杂性状的种质改良

基本信息

  • 批准号:
    BB/E024823/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2007 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Legumes are a group of important plant species that, together with bacteria that live in nodules on the root, can convert nitrogen in the atmosphere to a form that can be used by plants. They include peas and beans as well as crop plants that are used for animal feed. Some legume species have been developed as 'models' that allow us to investigate genome structure, DNA sequence and the control of gene expression in a way that would be more difficult in crops. Model species typically have a small genome size, short generation times and an inbreeding system of reproduction. The barrel medic (Medicago truncatula ) has been developed as a model legume and, for example, is expected to have all its genes sequenced by the end of 2007. Information and resources from model species can be used to understand more about the genetics and genomics of crop plants in a way that will facilitate improved ways of breeding new varieties for the changing needs of agriculture. In this work we will use knowledge of Medicago truncatula to gain understanding of a closely related species, red clover. Red clover (Trifolium pratense L.) is an important crop for feeding animals (sheep, beef and dairy cattle) in the UK and many temperate parts of the world. In this work we will compare the genomes of the model and crop to lay the foundation for new approaches to breeding in the crop. We will do this in several different ways: (i) The sequences of long stretches of DNA will be compared. To do this we will use DNA that has been inserted into bacterial artificial chromosomes (BACs) in a way that allows it to be held together and suitable for sequencing. The extent of similarity in sequence between red clover and M. truncatula will tell us how closely related the two species are and the extent to which we can use information from the model e.g. to clone genes in the crop. (ii) The position of differences in DNA sequence (polymorphisms) will be mapped in the genome of red clover in such as way as to relate these differences to the physical genome as represented by the BACs (iii) A number of bio-informatic approaches will be used to extract information from DNA sequencing, physical and genetic mapping and to place the information found in the wider context of legume genetics. The bioinformatic component of the work will also facilitate the application of the knowledge gained and resources generated to the development of new varieties of red clover and other important crop species.
豆科植物是一组重要的植物物种,与生活在根部根瘤中的细菌一起,可以将大气中的氮转化为植物可以使用的形式。它们包括豌豆和豆类以及用于动物饲料的作物。一些豆类物种已经被开发为“模型”,使我们能够以作物中更困难的方式研究基因组结构,DNA序列和基因表达的控制。模式物种通常具有较小的基因组大小、较短的世代时间和近亲繁殖系统。桶形苜蓿(Medicago truncatula)已被开发为豆科模式作物,例如,预计到2007年底将对其所有基因进行测序。来自模式物种的信息和资源可用于更多地了解作物的遗传学和基因组学,以促进改进育种新品种的方法,以满足不断变化的农业需求。在这项工作中,我们将使用的知识,蒺藜苜蓿,以了解一个密切相关的物种,红三叶草。三叶草(Trifolium pratense L.)在英国和世界上许多温带地区,它是喂养动物(绵羊、肉牛和奶牛)的重要作物。在这项工作中,我们将比较模型和作物的基因组,为作物育种的新方法奠定基础。我们将以几种不同的方式来做这件事:(i)将比较长段DNA的序列。为此,我们将使用插入细菌人工染色体(BAC)的DNA,使其能够结合在一起并适合测序。红三叶草与M. truncatula将告诉我们这两个物种的关系有多密切,以及我们可以在多大程度上利用模型中的信息,例如克隆作物中的基因。(ii)DNA序列差异(多态性)的位置将在红三叶草的基因组中进行定位,以将这些差异与BAC所代表的物理基因组相关联。(iii)将使用许多生物信息学方法从DNA测序、物理和遗传定位中提取信息,并将发现的信息置于豆类遗传学的更广泛背景下。这项工作的生物信息学部分还将促进将获得的知识和产生的资源应用于红三叶草和其他重要作物品种的新品种开发。

项目成果

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