大豆花期基因qFT2的精细定位及功能解析
批准号:
32101793
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨光
依托单位:
学科分类:
作物育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨光
中文摘要
前期利用遗传背景差异较大的中国栽培大豆品种绥农10号和日本栽培大豆品种Toyomusume杂交构建群体。利用F2代群体和Illumina SoySNP8k iSelect BeadChip 芯片构建连锁图谱、F3代群体和SSR标记构建连锁图谱、及F4代群体和2号染色体标记连锁分析,定位到调控花期新位点qFT2,位于Chr02:13.62-14.76Mb。本项目拟在前期研究基础上,精细定位并解析该基因功能:1、利用定位区域分子标记,筛选栽培大豆杂交后代群体重组体,结合野生大豆定位分析,精细定位该基因;2、根据基因功能注释及序列多态性确定候选基因;3、构建候选基因超表达载体和CRISPR基因敲除载体并转化到受体品种,初步验证基因功能;4、分析花期基因转录表达模式及GFP 融合蛋白亚细胞定位;5、开发花期基因联锁标记及在育种中应用。研究对丰富大豆花期基因及培育大豆新品种具有一定科学和实用价值。
英文摘要
In the previous study, We developed a population of Chinese cultivar ( Suinong 10 ) × Japanese cultivar ( Toyomusume ) to map novel quantitative trait locus(QTL) for flowering time. A genetic linkage map of a F2 population was constructed using single nucleotide polymorphism (SNP) markers using lllumina SoySNP8K iSelect BeadChip, and a novel locus was mapped in Chr02:13.62-14.76Mb. Using other sets of F2 populations and their derived progenies, the existence of the novel QTL was verified. Based on previous studies, this research tries to carry out the followed studies in depth: The first, we want to select recombinants by SNP markers to map the gene deeply. The second, we try to forecast the candidate genes according functional annotation and sequence polymorphism. The third, we want to prove the genes' function by constructing vectors and genetic transformation. The fourth, we want to analyze the transcription expression pattern and subcellular localization of GFP fusion protein. The fifth, we want to develop and use linkage markers of flowering time gene in breeding. Our study is scientifically and practically important to detect new soybean flowering time gene, and breed soybean varieties.
大豆是典型的短日照作物,在24 h昼夜周期中需要日照长度短于一定时数才能开花。开花是植物从营养生长向生殖生长转变的典型特征,深入研究开花对大豆生育期有着重要作用,可以影响大豆产量和提供合理区划布局。野生大豆是栽培大豆的近缘祖先种,许多丰富功能基因并未因人为筛选而丢失,相关性状基因在野生大豆群体内部存在广泛的遗传变异,被认为是拓宽大豆遗传基础,在大豆改良中占有重要地位。试验在前期研究基础上,利用寒地野生大豆群体进行全基因组关联分析,并结合多年多点开花期表型数据挖掘出调控开花的位点。根据2号染色体上定位结果和功能注释得到10个候选基因。结合候选基因在早花和晚花材料间基因表达水平差异,分析出显著关联候选基因AP1。对调控开花候选基因AP1进行过表达和敲除试验,初步验证AP1基因推迟大豆的开花。AP1基因亚细胞定位在叶绿体上。AP1基因在开花阶段表达量较高,以及在叶片和花组织部位表达量较高。在非生物胁迫中,AP1基因在盐处理下有明显反应。在AP1基因过表达转化材料中FLC基因表达量升高,CO基因、FT基因、PTM基因表达量下降,GLK基因表达没有显著变化。根据AP1基因序列及在早晚花材料间差异设计分子标记。利用试验中早晚花材料为父本,本地底盘品种为母本进行杂交并南繁,为后期育种研究提供材料基础。研究丰富了大豆开花调控遗传基础。
国内基金
海外基金