课题基金 / 基金详情

小麦籽粒蛋白质含量及其相关品质性状关联分析与候选基因作用机制解析

批准号:
32072056
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
李保云
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李保云

项目摘要

结项摘要

李保云的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
提高小麦品质仍是当前我国小麦品种改良与生产中面临的突出问题。籽粒蛋白质含量的高低和质量的好坏是小麦品质遗传改良的关键和基础。因此,挖掘更多的籽粒蛋白质含量及其相关品质性状基因/QTL对于小麦品质遗传改良具有十分重要的意义。.前期我们以486份冬小麦为材料,在90K芯片基因型分析基础上,通过两年三点试验,对籽粒蛋白质含量及其相关品质性状进行全基因组关联分析,鉴定到多个环境稳定的基因/QTL,其中6A染色体上一个控制籽粒蛋白质含量的QTL(QGpc.cau-6A.1),在所测试的所有环境下均稳定表达。在此基础上,本课题拟将对控制小麦籽粒蛋白质含量及其相关品质性状的基因/QTL,特别是QGpc.cau-6A.1做进一步研究。从候选基因/QTL的KASP标记开发、位点遗传效应分析、等位变异筛选、候选基因功能验证、优异等位变异育种潜力分析等层面进行深入研究,预期为小麦品质遗传改良提供新思路和优异基因
英文摘要
It is a striking problem to improve wheat quality in wheat genetic improvement and production in China. The grain protein content and its related quality are the key and foundation of wheat quality genetic improvement. Therefore, it is very important to find more genes/QTLs related to grain protein content and its related quality traits in wheat for genetic improvement of wheat quality traits. .In previous study, we used 486 winter wheat varieties/lines to investigate genetic basis and mechanism of grain protein content and its related quality traits. On the basis of 90K microarray genotype analysis of 486 winter wheat varieties/lines, genome-wide association studies (GWAS) for grain protein content(GPC) and its related quality traits were conducted at three places for consecutive two years to identify genes/QTLs with multi-environment stability. It was found that there was a candidate gene/QTL on 6A chromosome (QGpc.Cau-6A.1) closely related to grain protein content, and QGpc.Cau-6A.1 was stably expressed in multiple environments. On this basis, this study will further explore the quality traits of wheat grain protein, especially QGpc.Cau-6A.1. The research will focus on the development of KASP marker of candidate gene/QTL, the analysis of genetic effect of candidate loci, the screening of allelic variation of candidate gene, the function verification of candidate gene, and the application potential analysis of elite allelic variation. It is expected to provide new ideas and elite gene resources for wheat quality genetic improvement, and deepen the understanding of the molecular basis of wheat grain protein content and its related quality traits.
小麦籽粒蛋白质含量(GPC)不仅直接影响面食品的营养价值,而且还影响其加工品质。在全球人口不断增长和对高质量食品需求不断增加的背景下,提高GPC对于改善面食品质量和满足人类日益增长的营养需求至关重要。本研究围绕TaNAM-6A基因调控小麦GPC的分子机制展开深入研究。通过反向遗传学方法、分子生物学技术以及生物信息学分析,系统揭示了TaNAM-6A调控小麦氮素(N)代谢与蛋白质积累的分子机制,并筛选出可用于小麦品质育种的TaNAM-6A优良等位变异。主要研究结果如下:.1. TaNAM-6A在小麦籽粒灌浆期的旗叶、穗下节和籽粒中均有表达,并随着灌浆时间的延长逐渐升高。进一步分析发现,TaNAM-6A定位在维管束,可能参与小麦体内的N运输。.2. 转基因功能鉴定表明,与野生型相比,TaNAM-6A超表达株系植株衰老提前,促进植株体内N的有效再分配和GPC的升高。TaNAM-6A及其同源基因敲除株系衰老延缓,导致GPC降低。.3. TaNAM转基因敲除株系和野生型花后20天的转录组测序结果发现,与N运输和再分配相关的NPF家族基因的表达显著下调。NPF家族基因启动子结合元件分析、EMSA和双荧光素酶转录激活实验均证明TaNAM-6A通过保守的CGTA-motif直接结合并激活TaNRT1.1、TaNPF5.5-1和TaNPF5.5-2等N转运相关基因的表达,进而影响小麦体内N的运输及再分配,最终影响GPC。.4. TaNPF5.5-2转基因超表达功能鉴定发现,TaNPF5.5-2超表达株系籽粒中的N含量和GPC均显著增加,说明TaNAM-6A是通过调控N代谢中的NPF基因来影响GPC的。.5. TaNAM-6A在小麦自然群体中主要有Hap1、Hap2和Hap3三种单倍型。其中,含有Hap1的小麦材料的GPC显著高于含有Hap2和Hap3的材料,且Hap1对下游目标基因的激活能力最强。此发现暗示Hap1在未来小麦品质遗传改良过程中具有重要的应用潜力。.综上,TaNAM-6A调控小麦GPC的分子机制解析,不仅丰富了小麦N素代谢的基础理论,也为小麦品质改良提供了优异资源和理论基础。
小麦转录因子SPA对小麦储藏蛋白基因调控的研究
  • 批准号:
    31371607
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李保云
  • 依托单位:
小麦籽粒灌浆期温、湿度对小麦品质影响的蛋白组学研究
  • 批准号:
    31071412
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    李保云
  • 依托单位:
小麦可溶性淀粉合成酶SSⅡ基因与小麦淀粉品质关系的研究
  • 批准号:
    30771340
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    李保云
  • 依托单位:
控制小麦GMP、SIG、SP、AWRC等品质性状的QTL定位
  • 批准号:
    30471076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    李保云
  • 依托单位:
国内基金
海外基金