同源四倍体马铃薯农艺数量性状多基因定位识别的方法与实验研究
结题报告
批准号:
31871240
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
罗泽伟
依托单位:
学科分类:
C0606.群体遗传与数量遗传
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨吉轩、张凤军、陶沁、党震宇
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中文摘要
许多重要农作物及经济动物都是多倍体,最具代表性的是同源四倍体的栽培马铃薯。随着世界人口快速增加、气候和环境不断恶化,可种植水稻、小麦等作物的耕地面积急剧下降,人类面临着前所未有的粮食安全危机。相对于水稻等常规作物而言,营养均衡的马铃薯对栽培的水、肥和土壤条件要求更低而产量更高,成为全球粮食安全战略中最重要的粮食作物之一。作为世界上马铃薯最大生产国,我国马铃薯单产和品质远落后于世界平均水平。由于同源四倍体物种基因分离、重组遗传规律的特殊性与复杂性,使得作为农艺性状遗传育种最重要的科学基础,多基因QTL定位分离这一重要的研究工作在四倍体中几乎处于空白。本项目拟发展适合于同源四倍体物种QTL定位分析的科学理论与实验分析方法,结合四倍体马铃薯农艺性状QTL定位的实验研究,为同源四倍体物种数量性状分子遗传解析提供严格的科学依据与方法,为栽培马铃薯块茎产量、薯块等重要农艺性状的遗传育种提供科学依据。
英文摘要
Many agronomically important crops and economically valued animals are autotetraploids, with cultivated potato being a typical example. As fast increase in the world population and accelerative change in climate and environment, the field suitable for growing traditional food crops like rice and wheat is shrinking rapidly. Humanity is facing an unprecedented severe challenge to food security. Potato needs much less stringent soil fertility and irrigation water to grow, but confers much higher yield of balanced nutritious tubers, making it the 3rd largest food crop and the future food of the world. Despite the largest potato producer, China has a much lower yield/hectare and tuber starch content than the world average. Understanding genetic control of the quantitative traits is the scientific basis to develop efficient breeding programs for genetically improved cultivars. However, the methods for mapping quantitative trait loci (QTL), which are built upon rigorous theoretical bases and have been routinely practiced in almost all important diploids, but are far less advanced in auotetraploid species primarily due to significant complexities of tetrasomic inheritance. In virtue of our 17 years of unbroken striving in both theoretical and experimental genetics of autotetraploid species, we proposed here to fill the gap by developing the theory and novel statistical methods for marker assisted genome-scanning for QTL in Autotetraploids with a full account for essential features of gene segregation and recombination in outbred populations of autotetraploid species. In parallel, we will test the utility and reliability of the methods through their implementation to model and analyze RAD-seq data and phenotypic data scored on a large segregating population from crossing two tetraploid potato cultivars which are phenotypically divergent in a series of important agronomic traits including flowering time, tuber yield, starch content etc. Success of the proposed project will solve a fundamental question in genetics, enable the quantitative genetic analyses in autotetraploid species to be conducted on a rigorous scientific basis and provides potato geneticists and breeders with useful analytical tools and valuable data.
许多重要农作物及经济动物都是多倍体,最具代表性的是同源四倍体的栽培马铃薯。随着.世界人口快速增加、气候和环境不断恶化,可种植水稻、小麦等作物的耕地面积急剧下降,人.类面临着前所未有的粮食安全危机。相对于水稻等常规作物而言,营养均衡的马铃薯对栽培的.水、肥和土壤条件要求更低而产量更高,成为全球粮食安全战略中最重要的粮食作物之一。作.为世界上马铃薯最大生产国,我国马铃薯单产和品质远落后于世界平均水平。由于同源四倍体.物种基因分离、重组遗传规律的特殊性与复杂性,使得作为农艺性状遗传育种最重要的科学基.础,多基因QTL定位分离这一重要的研究工作在四倍体中几乎处于空白。本项目建立了适合于.同源四倍体物种QTL定位分析的科学理论与实验分析方法,结合四倍体马铃薯农艺性状QTL定位.的实验研究,为同源四倍体物种数量性状分子遗传解析提供严格的科学依据与方法,为栽培马.铃薯块茎产量、薯块等重要农艺性状的遗传育种提供科学依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Sequence coverage required for accurate genotyping by sequencing in polyploid species
多倍体物种中通过测序进行准确基因分型所需的序列覆盖度
DOI:10.1111/1755-0998.13558
发表时间:2021-12-20
期刊:MOLECULAR ECOLOGY RESOURCES
影响因子:7.7
作者:Wang,Lin;Yang,Jixuan;Luo,Zewei
通讯作者:Luo,Zewei
Letter to the Editor: Methods for mapping quantitative trait loci in autotetraploid species
致编辑的信:绘制同源四倍体物种数量性状基因座的方法
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Briefings in Bioinformatics
影响因子:9.5
作者:陈静;Lindsey Leach;罗泽伟
通讯作者:罗泽伟
DOI:doi: 10.3390/plants10020319
发表时间:2021
期刊:Plants
影响因子:--
作者:Zhenyu Dang;Zewei Luo
通讯作者:Zewei Luo
A tetrasomic inheritance model and likelihood-based method for mapping quantitative trait loci in autotetraploid species.
一种四体遗传模型和基于可能性的方法,用于绘制自动二倍体物种中的定量性状基因座。
DOI:10.1111/nph.16413
发表时间:2021-04
期刊:The New phytologist
影响因子:--
作者:Chen J;Leach L;Yang J;Zhang F;Tao Q;Dang Z;Chen Y;Luo Z
通讯作者:Luo Z
Sampling Variation of RAD-Seq Data from Diploid and Tetraploid Potato (Solanum tuberosum L.).
二倍体和四倍体马铃薯 (Solanum tuberosumL.) 的 RAD-Seq 数据的采样变异
DOI:10.3390/plants10020319
发表时间:2021-02-07
期刊:Plants (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Dang Z;Yang J;Wang L;Tao Q;Zhang F;Zhang Y;Luo Z
通讯作者:Luo Z
整合传统遗传分析和新一代测序数据以解析数量性状多基因分子遗传机制的理论和实验研究
  • 批准号:
    31671328
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
基于倍性变化的全基因组遗传重组率的变异与分子机制研究
  • 批准号:
    91231114
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    100.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
基于深度测序的非小细胞肺癌侵袭与转移特异性表达调控机制的研究
  • 批准号:
    81172006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
同源四倍体物种复杂遗传性状多基因定位解析的理论与方法研究
  • 批准号:
    31071084
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
与肺癌细胞侵袭相关的microRNAs研究
  • 批准号:
    30771187
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
同源四倍体物种多位点连锁分析的理论和方法学研究
  • 批准号:
    30671108
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
复杂性状多基因遗传结构解析的理论以及以酵母为模式的实验验证
  • 批准号:
    30430380
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    125.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
发展控制复杂遗传变异基因高解析率定位的理论与方法
  • 批准号:
    30070409
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
Gibs抽样在人类多基因疾病基因定位理论与方法的研究
  • 批准号:
    39670398
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    12.0万元
  • 批准年份:
    1996
  • 负责人:
    罗泽伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金