课题基金 / 基金详情

辣椒果实Vc合成关键基因pvtc的克隆与功能解析

批准号:
32072566
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张晓芬
依托单位:
学科分类:
蔬菜、瓜果种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张晓芬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
我国的辣椒年栽培面积达3000万亩,在蔬菜生产中占据重要地位。同时辣椒是公认的果实Vc含量最高的蔬菜,但不同品种之间果实Vc含量差异非常显著,果实高Vc含量品种的选育已成为辣椒品质育种的重要方向。目前辣椒果实Vc含量相关的分子生物学研究进展缓慢,至今未见QTL精细定位和基因克隆的报道,阻碍了高效准确分子育种技术的研发和果实高Vc含量品种的选育进程。克隆调控果实Vc生物合成的关键基因并解析其分子机理,对于辣椒品质分子育种具有重要意义。项目组前期通过QTL定位和转录组测序,率先筛选到了调控辣椒果实Vc合成的关键基因pvtc。本项目拟以此为基础,克隆pvtc基因,利用已经建立的辣椒遗传转化体系进行功能验证,解析基因调控表达的分子基础。研究结果将进一步丰富植物Vc代谢网络的理论知识,为辣椒果实高Vc含量分子育种提供技术支撑,加速果实高Vc含量辣椒新品种的选育进程。
英文摘要
Pepper plays an important role in Chinese vegetable production, with the annual cultivated area in China of 30 million mu. At the same time, pepper is recognized as the vegetable with the highest Vc content in fruit, but there are significant differences in Vc content among different varieties. Breeding varieties with high Vc content in fruit has become an important direction of pepper quality breeding. The progress of molecular biology of Vc content in pepper is still limited, and so far there is few reports of QTL mapping or gene cloning, which hinders the development of efficient and accurate molecular breeding of pepper varieties with high Vc content in fruit. It is of great significance to clone and analyze the key gene of Vc biosynthesis in pepper molecular breeding for quality. At the earlier stage, using QTL mapping and transcriptome sequencing, the project group first screened the key candidate gene pvtc for pepper regulating Vc synthesis , which has laid a good foundation for cloning the target gene and analyzing the molecular mechanism of Vc synthesis in pepper fruit. Based on this, the project plans to clone pvtc gene, perform gene function verification using the established genetic transformation system of pepper, and analyze the molecular basis of gene regulation and expression. The research results will further enrich the theoretical knowledge of plant Vc metabolism network, provide technical support for the molecular breeding of pepper with high Vc content in fruit, and accelerate the breeding process of new pepper varieties with high Vc content in fruit.
利用果实Vc含量差异极显著的辣椒自交系B158(果实Vc含量为390 mg/100g 鲜重)和B161(果实Vc含量为25 mg/100g 鲜重)为亲本构建的包含240个株系的重组自交系(RILs)为试验材料,进行简化基因组测序(SLAF-seq),构建了一张辣椒高密度完全连锁遗传图谱,该图谱总图距为1552.20 cM,平均图距为0.25 cM,上图SNP标记6345个。利用5个环境的RILs果实Vc含量表型数据和高密度完全连锁遗传图谱对辣椒果实Vc含量进行QTL定位,获得7个QTLs,其中位于第1染色体的qVc1.1是主效QTL。对B158和B161花后第10天、第50天和第60天的果实进行转录组测序,结合转录组数据和功能注释,对主效QTLs进行候选基因分析,共检测到19个差异表达基因,在三个时间点均差异表达的基因有5个;共获得8个与辣椒果实Vc含量相关的表达基因,包括5个蛋白激酶、1个蛋白磷酸酶、1个泛素蛋白和1个MADS-box转录因子,其中Capana01g001165、Capana01g001189和Capana01g001216为差异表达基因。结合转录组和代谢组数据对Vc合成和循环途径进行分析,发现L-半乳糖途径是辣椒果实Vc重要合成途径,此外古洛糖途径、肌醇途径和循环途径也影响辣椒果实Vc含量。对低Vc含量的自交系Z5和高Vc含量的自交系Z6的Vc合成途径基因进行表达分析,发现L-半乳糖途径的GDP-L-半乳糖磷酸化酶(GGP)为差异表达基因,并正调控辣椒果实Vc含量。利用酵母单/双杂交筛选GGP基因上下游调控基因,共获得11个调控辣椒果实Vc含量的候选基因。项目执行过程中,发表学术论文4篇(含SCI论文2篇,一级学报2篇);申请并获得授权国家发明专利3项;培养博士1名和硕士3名。本项目发现并首次定位到调控辣椒果实Vc含量的候选基因,并证明了GGP正调控辣椒果实Vc含量,为更深入地探明辣椒果实Vc含量的遗传分子机制奠定了坚实基础。
基于渐渗系的甜椒疫病抗性遗传解析及主效QTL精细定位
  • 批准号:
    31201624
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张晓芬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金