利用未减数配子基因创制小麦加倍单倍体的效率及技术体系研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671682
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The union of unreduced female and male gametes leads to spontaneous chromosome doubling, which is not only the important way of the origin of polyploid species but also an important tool for enhancing crop doubled haploid breeding efficiency. A major quantitative trait locus QTug.sau-3B responsible for unreduced gametes formation was discovered in tetraploid Triticum turgidum wheat and was further transferred to elite common wheat lines using synthetic hexaploid wheat as the bridge. This project is to make wheat/wheat F1 hybrids between the elite lines with this gene region and commercial cultivars. Wheat/wheat F1 hybrids and their parents will be then pollinated with the fresh pollen of Imperata cylindrica in order to produce wheat haploid through chromosome elimination of I. cylindrica. Doubled haploid (DH) may be then developed by spontaneous chromosome doubling in haploids because of the union of unreduced female and male gametes. This project is to evaluate the efficiency of QTug.sau-3B gene leading to spontaneous chromosome doubling and to establish wheat DH breeding technology system by combining chromosome elimination resulted from wheat-I. cylindrica hybrids and spontaneous chromosome doubling resulted from the union of unreduced female and male gametes. It is expected that this study will help to resolve technical bottlenecks of artificial chromosome doubling and enhance the efficiency of DH application in wheat genetics and breeding.
未减数配子的结合实现染色体自动加倍,是多倍体物种起源的重要途径,也是提高作物加倍单倍体(DH)育种效率的重要手段。我们前期从四倍体小麦发掘出控制未减数配子形成的强效QTL位点QTug.sau-3B,并通过人工合成小麦为“桥梁”,将其导入到综合农艺性状优良的小麦新品系中。本项目拟利用这样的优良新品系与小麦推广品种形成F1杂种,杂种及其亲本然后与白茅(Imperata cylindrica)远缘杂交,通过远缘杂种白茅染色体削除诱导产生小麦单倍体,利用未减数配子基因实现单倍体的染色体自动加倍。通过该研究,验证QTug.sau-3B基因实现染色体自然加倍的有效性及效率,并探索建立“基于小麦-白茅杂交实现染色体削除和未减数配子基因实现染色体自动加倍”的小麦DH育种技术。期待该研究有助于解决人工染色体加倍存在的技术瓶颈,从而大大提高加倍单倍体在小麦遗传育种中的应用效率。

结项摘要

四倍体小麦含有控制未减数配子形成的强效QTL位点QTug.sau-3B,但是QTug.sau-3B基因在小麦加倍单倍体育种中的应用研究缺乏。本项目利用已导入四倍体小麦QTug.sau-3B基因的优良小麦新品系与小麦推广品种的杂种F1做母本,用白茅(Imperata cylindrica)进行授粉,通过远缘杂种白茅染色体削除诱导产生了小麦单倍体,利用未减数配子基因实现单倍体染色体自动加倍。4个小麦(QTug.sau-3B)/小麦F1与11份白茅进行杂交,共授粉8396朵小花,获得了5034粒种子。通过幼胚拯救获得了732个单倍体胚,50个单倍体植株。其中,35个单倍体植株含有QTug.sau-3B紧密连锁SSR标记Xgpw1146分子标记等位位点,编号为H31-3小麦单倍体植株在25/18℃(16/8h)和25/10℃(16/8h)条件下均能自交结实,自交结实率分别为4.35%和2.41%,成功获得了加倍单倍体。通过该研究,筛选到了小麦单倍体诱导效率较高的白茅基因型BMZ1801和BMZ1616,初步建立了“基于小麦-白茅杂交实现染色体削除和未减数配子基因实现染色体自动加倍”的小麦DH育种技术。本研究结果将为未减数配子基因在小麦加倍单倍体育种中的应用奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Characterization of an Expressed Triticum monococcum Glu-A1y Gene Containing a Premature Termination Codon in its C-terminal Coding Region
C 末端编码区含有提前终止密码子的表达小麦 Glu-A1y 基因的表征
  • DOI:
    10.1556/0806.46.2018.02
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    CEREAL RESEARCH COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Chen, G.;Zhang, M. H.;Zhang, L. Q.
  • 通讯作者:
    Zhang, L. Q.
小麦族的基因组显性及其育种学意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘登才;张连全;郝明;黄 林;甯顺腙;袁中伟;姜 博;颜泽洪;伍碧华;郑有良
  • 通讯作者:
    郑有良
Development, identification, and characterization of blue-grained wheat-Triticum boeoticum substitution lines
蓝粒小麦-Triticum boeoticum 替代品系的开发、鉴定和表征
  • DOI:
    10.1007/s13353-020-00553-9
  • 发表时间:
    2020-02-18
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED GENETICS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Liu, Xin;Feng, Zhen;Zhang, Lianquan
  • 通讯作者:
    Zhang, Lianquan
4份圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体的分子细胞遗传学鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    麦类作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李洪雨;刘小娟;梁东玉;刘登才;郝明;袁中伟;甯顺腙;张连全
  • 通讯作者:
    张连全
Molecular cytogenetic identification of newly synthetic Triticum kiharae with high resistance to stripe rust
新合成高抗条锈病小麦的分子细胞遗传学鉴定
  • DOI:
    10.1007/s10722-018-0649-y
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    GENETIC RESOURCES AND CROP EVOLUTION
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Liu, Xiaojuan;Zhang, Minghu;Zhang, Lianquan
  • 通讯作者:
    Zhang, Lianquan

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其他文献

小麦未减数配子基因的连锁标记及染色体区段检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    寇春兰;刘登才;张连全
  • 通讯作者:
    张连全
卵穗山羊草1My亚基特异性分子标记开发
  • DOI:
    10.16036/j.issn.1000-2650.2018.06.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    四川农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑柯;易滢瑾;赵来宾;刘冬梅;许凯;郝明;张连全;刘登才;甯顺腙
  • 通讯作者:
    甯顺腙
节节麦及人工合成多倍体中Glu-D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    麦类作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李 霞;郑有良;颜泽洪;张连全;兰秀锦;刘登才
  • 通讯作者:
    刘登才
小麦中国春背景下长穗偃麦草Ee染色体组特异AFLP及STS标记的建立
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业生物技术学报.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏育明;郑有良;代寿芬;张丽;颜泽洪;张连全;刘登才
  • 通讯作者:
    刘登才
远缘杂交早代稳定小麦导入了外源DNA片段并发生了DNA重排.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张连全;刘登才;颜泽洪;郑有良
  • 通讯作者:
    郑有良

其他文献

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张连全的其他基金

新型加倍单倍体群体(synDH)的合成及在QTL发掘中的应用
  • 批准号:
    31071420
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
四倍体小麦未减数配子基因的分布及利用研究
  • 批准号:
    30700495
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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