控制柑橘果实红色性状的关键基因及其调控机制
批准号:
31930095
项目类别:
重点项目
资助金额:
318.0 万元
负责人:
邓秀新
依托单位:
学科分类:
果树生长发育
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓秀新
中文摘要
色泽是园艺产品重要的外观和品质性状。本研究以我国南方第一大果树柑橘为研究对象,以课题组搜集的色泽自然突变体和构建的色泽分离群体为试材,采用遗传学和功能基因组学等手段,从果皮和果肉两个角度研究柑橘类胡萝卜素代谢影响果实红色性状形成的机制。研究内容包括三个方面:柚红色果肉性状形成的关键位点发掘与调控机制;LCYB2(番茄红素β-环化酶)的两个等位基因差异表达导致果肉番茄红素积累呈现红色的调控机制;以及乙烯和低温如何调控CCD4b(类胡萝卜素裂解双氧合酶)基因,使C40类胡萝卜素降解为C30脱辅基类胡萝卜素形成红色果皮的机制。项目旨在弄清楚柑橘果实红色性状形成基础和调控机理,为丰富人们对类胡萝卜素代谢调控的认识、改良果实色泽提供理论支撑,同时项目的实施对于提升柑橘乃至其它园艺产品的品质和育种效率均具有重要意义。
英文摘要
Color is an important trait of both out-appearance and internal-quality for horticultural crops. This research will focus on the fruit color of citrus, the number one fruit crop in south China. By using the previously exploited spontaneous color mutants as well as the color segregating populations of citrus as the materials, the research will dissect the mechanism conferring the carotenoid biogenesis related to the formation of pink-flesh and red peel of fruit by utilizing classic genetic and functional genomics approaches. The research contents will include three sub-topics: Excavating the key loci (genes) conferring the pink-flesh of pummelo, and identifying its working mechanism; Understanding the mechanism underlying the differential expression of two alleles of gene CsLCYB2 on the lycopene accumulation in fruit flesh; And dissecting how the ethylene and low temperature affect the CCD4b expression, as will cleavage the C40 carotenoid to citraurin, a C30 apo-carotenoid showing deep red color on the peel. This research aims at understanding the mechanism for red color of citrus fruit; as will benefit the genetic improvement of color trait, and provide support for enhancing the fruit quality via culture practice. This research will have great significance in fruit quality both for citrus and for other horticultural crops.
项目执行5年来,项目组以柑橘色泽自然突变体和构建的色泽分离群体为试材,采用遗传学和功能基因组学等手段,从果皮和果肉两个角度研究柑橘类胡萝卜素代谢影响果实红色性状形成的机制,取得了系列重要成果。利用GWAS、BSA-Seq、转录组等手段挖掘到调控柚红肉色泽的关键位点及关键基因CitSDG40;揭示了柑橘红肉性状关键基因——有色体特异性番茄红素β-环化酶CsLCYb2等位基因间的酶活差异,以其为诱饵鉴定到4个直接调控柑橘类胡萝卜素代谢的转录因子CsMADS3、CsMADS5、CsPHL3和CsERF061;阐明了红皮性状关键基因CsCCD4b对环境和激素信号的响应及其关键调控节点,揭示了植物激素茉莉酸、乙烯分别通过激活CsMYC2-CsMPK6模块、CsERF25-CsRP1-CsCCD4b转录级联反应,以及低温通过CsWRKY3-CsHB7-CsCCD4b模块促进类胡萝卜素积累及红色果皮着色的机制,研发柑橘果皮色泽调控技术2项;通过研究两个色泽突变体‘金乐柑’和‘宗橙’,阐明了其类胡萝卜素积累特征和基因表达调控网络,开发可用于苗期鉴别柑橘果皮色泽的分子标记1个。在The Plant Cell、Plant Physiology、Plant Journal、Plant Communications、园艺学报等刊物发表论文28篇,授权国家发明专利2项,完成品种登记1个;申请国家发明专利4项、,植物新品种权1项。培育的色泽新品种‘宗橙’入选中国农业农村重大科技新产品;受邀在《Methods in Enzymology》丛书发表柑橘类胡萝卜素的提取、检测和分析方法的综述;培养博士6人,硕士7人。项目圆满完成了研究任务,所获得的研究结果丰富了柑橘果实类胡萝卜素代谢调控机制,为未来色泽分子设计育种及色泽品质改良提供了重要基因资源和理论基础。
柑橘油胞形成的遗传基础与调控机理
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批准号:32230095
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项目类别:重点项目
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资助金额:269万元
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批准年份:2022
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负责人:邓秀新
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依托单位:
农业科学发展战略研究:2021-2035
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:50万元
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批准年份:2019
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负责人:邓秀新
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依托单位:
生命科学部农业科学领域2021-2035中长期发展规划及“十四五”发展规划战略研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:12万元
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批准年份:2019
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负责人:邓秀新
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依托单位:
利用野生山金柑资源发掘控制多胚性状的关键基因
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批准号:31630065
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项目类别:重点项目
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资助金额:287.0万元
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批准年份:2016
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负责人:邓秀新
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依托单位:
调控柚果实类胡萝卜素代谢的关键基因挖掘
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批准号:31330066
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项目类别:重点项目
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资助金额:330.0万元
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批准年份:2013
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负责人:邓秀新
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依托单位:
甜橙果肉红色性状形成的分子基础
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批准号:30830078
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项目类别:重点项目
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资助金额:180.0万元
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批准年份:2008
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负责人:邓秀新
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依托单位:
柑橘愈伤组织不同倍性细胞间的社会化控制现象与机理
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批准号:30570973
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2005
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负责人:邓秀新
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依托单位:
柑橘芽变的分子机理研究
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批准号:30471201
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2004
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负责人:邓秀新
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依托单位:
利用同源序列法克隆几种作物的抗病基因类似物(RGA)
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批准号:30123001
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2001
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负责人:邓秀新
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依托单位:
DNA甲基化与柑桔愈伤组织体细胞胚胎发生的关系研究
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批准号:30170472
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2001
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负责人:邓秀新
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依托单位:
柑桔细胞融合创造二倍体雄性不育胞质杂种
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批准号:39870519
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项目类别:面上项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1998
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负责人:邓秀新
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依托单位:
重要果树种质资源离体保存过程中遗传变异研究
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批准号:39830260
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项目类别:重点项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:1998
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负责人:邓秀新
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依托单位:
柑桔体细胞杂种有性杂交后代的遗传变异研究
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批准号:39670517
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项目类别:面上项目
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资助金额:11.0万元
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批准年份:1996
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负责人:邓秀新
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依托单位:
植物体细胞杂交中核质重组规律
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批准号:39330150
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项目类别:重点项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:1993
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负责人:邓秀新
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依托单位:
柑桔体细胞杂种的农艺性状及育性研究
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批准号:39270490
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项目类别:面上项目
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资助金额:5.0万元
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批准年份:1992
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负责人:邓秀新
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依托单位:
利用原生质体技术选择抗寒抗盐碱柑突变体
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批准号:38800021
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:3.0万元
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批准年份:1988
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负责人:邓秀新
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依托单位:
国内基金
海外基金