基于GWAS及RNA-seq解析新疆陆地棉抗旱机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31760405
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    郑巨云
  • 依托单位：
    新疆农业科学院
  • 学科分类：
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Xinjiang is the most important cotton-growing areas in China. Drought is one of the most principal factors that restrict cotton production in Xinjiang. How to improve future drought resistance of cotton in Xinjiang has been the focus of cotton breeders. Genome-wide association studies (GWAS) which is based on theory of linkage disequilibrium is one of the most important tools to excavate excellent genes and carry out population genetics research. RNA-seq as a new research method, it can be more quickly and afford more accurate transcriptome’s information while using the Next-generation Sequencing (NGS) technology. In this research, drought resistance traits will be investigated and analyzed utilizing 280 upland cotton germplasm accessions natural population. Association analysis of drought tolerance related traits and phenotype effect analysis will be completed via the technology of Specific-Locus Amplified Fragment sequencing (SLAF-seq) and RNA-sequencing combining QTLs of drought tolerance related traits. QTLs of cotton drought tolerance related traits will be accurate located furthermore, excellent alleles will be dig out for molecular marker-assisted selection and ultimately achieve cotton genetic improvement and breeding application.
新疆是我国最大的棉花生产基地，干旱已成为制约新疆棉花生产持续发展的关键因子，造成新疆棉花减产、品质下降。如何提高新疆棉花耐旱性一直是育种家的研究重点。全集因组关联分析（GWAS）是一种基于群体结构、全基因组连锁不平衡队数量性状位点及表型性状进行高精度定位的方法，现已成为已成为基因挖掘和群体研究的重要手段之一。转录组测序技术（RNA-seq）作为一种新的转录组研究手段,利用新一代测序技术能够更为快速、准确地为人们提供更多的生物体转录信息。本研究旨在利用SLAF简化基因组测序技术对280份陆地棉种质材料开展GWAS研究，结合已定位的抗旱性状QTL定位结果以及抗旱种质材料RNA-seq的数据进行联合分析，解析新疆陆地棉抗旱机制，挖掘陆地棉种质材料抗旱性状有利等位基因，开发与抗旱及产量性状紧密相关 SNP 标记，为深入研究棉花抗旱分子机理和抗旱分子设计育种等打下坚实基础。

结项摘要

干旱是制约新疆棉花生产持续发展的关键因子，造成新疆棉花减产、品质下降。如何提高新疆棉花耐旱性一直是育种家的研究重点。本研究利用SLAF简化基因组测序技术对280份陆地棉种质材料开展GWAS研究，结合已定位的抗旱性状QTL定位结果以及抗旱种质材料RNA-seq的数据进行联合分析，解析新疆陆地棉抗旱机制，挖掘陆地棉种质材料抗旱性状有利等位基因，开发与抗旱及产量性状紧密相关 SNP 标记。经过4年的研究本项目取得了系列成果：完成了273份棉花品种资源花铃期及全生育期抗旱性鉴定评价，筛选抗抗旱材料28份，新品种1个，新品系1个；检测到 286 个与抗旱性状关联的SNP位点，其中稳定的SNP位点182 个，筛选了9个与抗旱相关候选基因；构建了竞争性内源RNA（ceRNA）网络，其中 lncRNA 146 个，mRNA 859 个，circRNA 34 个，完成了5个关键基因通路整合分析；基于GWAS与全转录组测序分析筛选抗旱相关基因3个，并进行了功能验证，研究成果为深入研究棉花抗旱分子机理和抗旱分子设计育种等打下坚实基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（2）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
棉花品种资源花铃期抗旱性鉴定与评价
  • DOI：
    10.7606/j.issn.1000-7601.2021.02.20
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑巨云;王俊铎;龚照龙;梁亚军;张泽良;艾先涛;郭江平;莫明;李雪源
  • 通讯作者：
    李雪源
Analysis of the genetic structure and diversity of upland cotton groups in different planting areas based on SNP markers
基于SNP标记的不同种植区陆地棉类群遗传结构及多样性分析
  • DOI：
    10.1016/j.gene.2021.146042
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Gene
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    JungduoWang;ZeliangZhang;ZhaolongGong;YajunLiang;XiantaoAi;ZhiweiSang;JiangpingGuo;XueyuanLi;JuyunZheng
  • 通讯作者：
    JuyunZheng
陆地棉品种资源盛蕾期抗旱性状的综合评价
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    分子植物育种
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑巨云;曾辉;王俊铎;龚照龙;梁亚军;张泽良;艾先涛;郭江平;莫明;李雪源
  • 通讯作者：
    李雪源
棉花品种抗旱性相关指标分析与综合评价
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国农业科技导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑巨云;桑志伟;王俊铎;龚照龙;梁亚军;张泽良;艾先涛;郭江平;莫明;李雪源
  • 通讯作者：
    李雪源

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其他文献

利用SSR快速鉴定棉花品种真实性和纯度
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王欣怡;艾先涛;王俊铎;梁亚军;龚照龙;郑巨云;郭江平;买买提·莫明;李雪源
  • 通讯作者：
    李雪源

其他文献

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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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