课题基金 / 基金详情

基于全长转录组的GWAS和eQTL解析牡丹心皮数目变异机制

批准号:
32072605
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
舒庆艳
学科分类:
观赏园艺学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
舒庆艳

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
牡丹是我国特有的民族资源植物,集观赏、药用和油用于一体。新品种改良和培育是牡丹产业的关键,利用雄蕊和心皮瓣化特征已培育出了很多新奇品种。心皮数不仅与牡丹花型相关,也与果实(籽粒)产量密切相关,但关于其内在变异机制却知之甚少。本项目旨在完成三代全长转录组测序和部分性状调查的基础上,根据已有600份代表性种质表型和SSR数据,筛选出200份核心种质用于关联分析;利用二代转录组分析,结合表型性状、心皮发育相关基因SNP和基因差异表达信息进行GWAS和表达量eQTL分析,获得与心皮数目相关的候选基因和等位变异;进一步利用表达模式分析和分离群体分析验证候选SNP标记,揭示心皮数目变异机制。本项目兼顾观赏和油用特性,心皮数目变异机制的明晰不仅可以丰富牡丹花型育种和高产育种理论,也可为其分子标记辅助育种奠定基础。油用牡丹发展有利于国家的粮油安全,本项目的研究符合国家战略需求。
英文摘要
Tree peony (Paeonia suffruticosa Andrew) is one of the unique resources of China, with excellent ornamental, medicinal and edible values. Germplasm innovation and breeding are critical for tree peony industry, it has long history in making use of stamen and carpel characteristics for breeding novel cultivars. Carpel is not only important for flower shape but also vital for fruit (seed) yield. However, the intrinsic mechanism on carpel development and number variation of tree peony remains unknown. In this project, based on our primarily obtained full length transcriptome data and phenotype traits of important germplasm, using the obtained 600 representative germplasm and SSR data, we plan to screen 200 core germplasm for association analysis, meantime, carry out GWAS and eQTL analysis based on transcriptome data including carpel related gene expression levels, SNPs and phenotype traits, therefore, identify candidate carpel related genes and allelic variation, and the SNP marker would be testified through expression pattern and segregation group, finally, the mechanism of carpel number variation would be dissected and functional SNPs would be developed and utilized for molecular marker assisted breeding. Our project would combine the ornamental and edible traits, underlying the carpel number variation would not only illuminate knowledge of target breeding new cultivars with novel flower shape or high yield, but also provide theoretical base for MAS breeding. The target of this project fit for the great demands of our country, development of oil tree peony industry will serve for our national strategy on 'Food and Oil safety’.
牡丹是我国特有的民族资源植物,集观赏、药用和油用于一体。利用雄蕊和心皮瓣化特征已培育出了很多新奇品种,传统品种改良和新品种培育是牡丹产业的关键。心皮数不仅与花瓣数和雄蕊数关联,也与果实(籽粒)产量密切相关。本项目根据已有代表性种质表型和SSR数据,筛选出271份核心种质进行24个表型性状调查与分析,结合遗传多样性,筛选出花瓣数、雄蕊数和心皮数变异丰富的119个代表品种进行高通量转录组测序。将表型性状和遗传多样性采用关联分析(GWAS)和表达性状数量性状位点(eQTL)分析,共获得与花瓣数、雄蕊数和心皮数存在关联的86个GWAS-相关的cis-eQTLs 和3188 trans-eQTL 基因对;另外,采用加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定出3,066、721和96个顺式作用eQTL位点(cis-eQTLs)分别调控356、122和15个基因参与花瓣、雄蕊和心皮数量遗传调控网络。通过计算模块特征基因连通性值,共鉴定出19个花器官数量相关的hub基因并构建了共表达网络,其中5个hub基因属于ABCE类MADS-box家族。进一步分析发现AP3、AGL6和SEP3/AGL9的cis-eQTLs会导致花瓣数目显著差异;SEP2/AGL4、SEP3/AGL9和PI-1的cis-eQTLs会导致雄蕊数目显著差异;SEP2/AGL4和SEP3/AGL9的cis-eQTLs会导致心皮数目显著差异。通过不同发育时期花芽的转录组对上述结果进行了验证,并提出了牡丹花器官数量变异调控网络模型。此外,利用凤丹实生群体239株进行了26个性状调查和系统性分析,研究了心皮数量与产量的关系,建立优良单株选择的标准;还通过基因组、转录组和关联分析解析了HSP20家族基因SNP序列变异与花器官(心皮等)数量的关系。该项目为解析牡丹驯化过程中心皮数量变异的遗传基础和产量调控提供思路,并为牡丹高产优质育种奠定理论基础。
类黄酮糖苷化基因UFGTs对牡丹种子品质性状变异影响研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    舒庆艳
  • 依托单位:
牡丹斑色形成的分子机理
  • 批准号:
    31471909
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    舒庆艳
  • 依托单位:
牡丹SKP1基因功能研究
  • 批准号:
    31272201
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    舒庆艳
  • 依托单位:
牡丹开花时间相关的F-box基因的克隆和功能鉴定
  • 批准号:
    30800760
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    舒庆艳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金