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大豆分枝数新QTL位点qBN-18的图位克隆及功能解析

批准号:
32072018
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘章雄
学科分类:
作物种质资源学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘章雄

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
分枝数是影响大豆产量的重要因素之一,挖掘调控大豆分枝发育的QTL/基因对提高大豆产量、培育理想株型的大豆品种具有重要意义。申请者前期利用多分枝和少分枝大豆构建的F2、RIL群体以及回交群体,将大豆分枝数新QTL位点qBN-18定位在63.7Kb区间,包含9个注释基因。本研究拟在前期工作基础上,利用不同定位群体,综合重组个体筛选、定位区间基因序列分析和表达分析等方法,图位克隆qBN-18基因。通过遗传转化和功能研究、基因表达以及蛋白的特性研究,解析qBN-18的生物学功能。通过与其他分枝发育相关基因调控关系研究,深入研究qBN-18在调控大豆分枝发育的机理。同时,通过近等基因系的筛选和鉴定,研究大豆分枝数与种植密度、产量等的关系,开发功能性分子标记并明确标记的鉴定效率,为分子标记辅助的大豆株型育种提供指导。
英文摘要
Branching is an important trait influencing soybean yield. Furthermore, branching number and distribution affect plant density, lodging resistance, and photosynthesis. In our previous study, a new QTL qBN-18 related to branch number of soybean was identified from a population developed from Kennong 24 and Kenfeng 19. qBN-18 was further fine-mapped to a region of 63.7kb, containing nine genes in the reference genome. In this project, we are intend to clone qBN-18 by map based cloning method. The biological function of qBN-18 will be carefully investigated by genetic transformation, gene expression, and protein analysis. Meanwhile, the molecular mechanism of qBN-18 in regulating branch development will also be revealed. In addition, the relationship of this gene with plant density and soybean yield will also be studied. Functional markers will be evaluated for marker assisted selection in breeding program. The results of this study will provide guidance for mechanisms of branch development and plant architecture breeding practice.
分枝是与大豆株型和产量关系密切,挖掘调控大豆分枝发育的QTL/基因对培育理想株型品种、提高大豆产量具有重要意义。本研究以分枝数差异显著的少分枝垦丰19(KF19)和多分枝垦农24(KN24)为亲本构建的重组自交系群体为材料,将分枝数QTL(qBN-18)定位于第18号染色体含9个注释基因63.7 kb区间内,通过各基因在亲本间DNA序列及不同组织中的表达差异对比,确定候选基因为GmBR69并进行图位克隆。功能分析结果表明:GmBR69定位于细胞核。GmBR69基因启动子ARE元件和TCA元件均存在单倍型变异,且不同单倍型间分枝数均差异极显著。酵母双杂实验和双荧光素酶实验表明GmBR69基因与已报道的分枝数发育基因GmDt2存在互作。田间密度试验结果表明,与少分枝KF19相比,多分枝KN24的小区产量在低密度条件下产量增加显著,随着密度的增加,KN24与KN19的产量无显著差异,说明多分枝材料在出苗不齐条件下对产量具有补偿作用,因而在密植条件下生长发育不受密度影响,产量不会降低。综上所述,本项目发现了一个调控大豆分枝发育的基因GmBR69并解析了基因的功能及调控通路,明确了分子调控机理以及分枝对密度和产量的响应作用,研究结果可为大豆理想株型选择和高产育种提供理论指导。
大豆Gly m Bd 28K过敏蛋白遗传分析与基因演化研究
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