項(xiàng)目名稱：油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)良基因資源合理(已修改)
2025-07-07 04:35 本頁(yè)面
【正文】 項(xiàng)目名稱：油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)良基因資源合理組配與利用首席科學(xué)家：張?zhí)煺?南京農(nóng)業(yè)大學(xué)起止年限：依托部門：教育部 二、預(yù)期目標(biāo)總體目標(biāo)以解決我國(guó)油料作物育種中的突出問(wèn)題為目標(biāo)，建立分析農(nóng)作物優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成、估計(jì)各種基因效應(yīng)、預(yù)測(cè)未來(lái)優(yōu)異親本和定向設(shè)計(jì)育種方案的理論體系；闡明油菜等油料作物主要優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和有利基因群，弄清其整體遺傳效應(yīng)和基因間以及基因與環(huán)境間互作模式，揭示油料作物優(yōu)異親本的遺傳本質(zhì)；實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)異親本遺傳剖析的虛擬和實(shí)際設(shè)計(jì)育種，從而建立作物分子育種的新理論和新方法。五年預(yù)期目標(biāo)（1）針對(duì)各生態(tài)區(qū)育種目標(biāo)和材料特點(diǎn)，完成對(duì)大豆、油菜、棉花、花生和芝麻2030個(gè)以上優(yōu)異親本的遺傳解析，明確其有利基因組成、效應(yīng)及其傳遞規(guī)律；克隆優(yōu)異親本重要功能基因810個(gè)，闡明部分重要基因表達(dá)和作用的分子機(jī)理。（2）解析1015個(gè)優(yōu)異親本形成的系譜，明確其有利基因群的特點(diǎn)。（3）通過(guò)設(shè)計(jì)育種培育微效基因聚合或微效基因+重要目標(biāo)基因聚合的優(yōu)異親本1015個(gè)（聚合同一性狀多個(gè)有利基因的超親優(yōu)異親本或聚合不同性狀多個(gè)有利基因的表型超常優(yōu)異親本）；用這些優(yōu)異親本培育出優(yōu)良品種68個(gè)，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，申請(qǐng)品種權(quán)保護(hù)10項(xiàng)。（4）遺傳剖析2030個(gè)供體親本或特異種質(zhì)，發(fā)掘油料作物生產(chǎn)中急需的，具有重要育種利用價(jià)值的基因資源20個(gè)（包括主基因或主效QTL）。（5）申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利20項(xiàng)，為生物育種提供35項(xiàng)具有重大利用價(jià)值的自主創(chuàng)新核心技術(shù)；取得優(yōu)異親本形成和遺傳構(gòu)成解析、優(yōu)良基因資源組配等34項(xiàng)重大的理論和知識(shí)創(chuàng)新成果。（6）發(fā)展1套能夠?qū)Ω鞣N試驗(yàn)群體(包括遺傳群體、育種系譜群體、輪回選擇群體和遺傳交配設(shè)計(jì)群體)進(jìn)行綜合遺傳剖析的方法和計(jì)算機(jī)軟件；發(fā)展育種性狀等位變異檢測(cè)、雜種優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)標(biāo)記、基于QTL的基因效應(yīng)檢測(cè)和聚合有利基因的遺傳交配設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)軟件。獲軟件著作權(quán)2~4項(xiàng)。（7）在本領(lǐng)域國(guó)際核心刊物上發(fā)表SCI論文80篇以上，累計(jì)影響因子250以上；爭(zhēng)取在Nature及其系列刊物或Science上發(fā)表論文。（8）建設(shè)在作物遺傳育種領(lǐng)域有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，數(shù)名國(guó)際上有較大影響的學(xué)科帶頭人；培養(yǎng)10名中青年學(xué)術(shù)骨干和60名博士研究生。 三、研究方案學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑本項(xiàng)目的總體學(xué)術(shù)思路： 油料作物育種的關(guān)鍵是改進(jìn)油脂產(chǎn)量和品質(zhì)以及保障產(chǎn)量和品質(zhì)遺傳潛力得以實(shí)現(xiàn)的抗病、抗耐性狀。優(yōu)異親本基因提供了無(wú)限希望，但迄今產(chǎn)量等涉及基因控制的性狀改良還必須依賴常規(guī)的雜交育種方法輔之以分子標(biāo)記輔助技術(shù)。掌握優(yōu)異親本，特別是擁有大量有利的受體親本是關(guān)鍵。優(yōu)異親本（包括優(yōu)異供體親本和受體親本）的合理利用是育種成敗的關(guān)鍵。本項(xiàng)目以解決我國(guó)油料作物育種中提高單產(chǎn)的突出問(wèn)題為目標(biāo)，以油料作物優(yōu)異受體親本或骨干親本為重要研究對(duì)象，以研究油脂產(chǎn)量（籽粒產(chǎn)量和油脂含量）和品質(zhì)（油脂脂肪酸組成和蛋白質(zhì)含量）等相關(guān)性狀的遺傳構(gòu)成為重點(diǎn)，開(kāi)展優(yōu)異受體親本的遺傳剖析和育種利用的研究。首先，掌握一批（不是個(gè)別）相互有遺傳差異，適合不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)異親本，解析它們育種性狀的遺傳構(gòu)成（有利基因群），并從它們的系統(tǒng)發(fā)生（系譜）中揭示優(yōu)異親本有利基因群形成的規(guī)律和親本間有利基因群的多樣性?？寺?、驗(yàn)證并應(yīng)用有利等位基因，進(jìn)一步在分子水平上揭示有利等位基因進(jìn)化的關(guān)鍵和規(guī)律。根據(jù)優(yōu)異親本育種性狀基因組成（主效或微效）的特性研究有利基因組配和交配重組方式和標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，包括聚合多個(gè)主效QTL的復(fù)交、互交技術(shù)，聚合微效QTL的輪回選擇技術(shù)，轉(zhuǎn)移個(gè)別主基因的單交、回交技術(shù)等。改進(jìn)遺傳解析方法，提高準(zhǔn)確性和效果，根據(jù)優(yōu)異親本的遺傳構(gòu)成進(jìn)行等位基因配方的組配理論和技術(shù)的研究，為設(shè)計(jì)育種提供可能。針對(duì)油料作物生產(chǎn)不與糧爭(zhēng)地的現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有的耐旱、耐鹽堿（灘涂種植）等特異種質(zhì)或優(yōu)異供體親本進(jìn)行遺傳剖析，揭示其遺傳規(guī)律，標(biāo)記、定位甚至克隆重要的目的基因。在上述研究的基礎(chǔ)上，建立起優(yōu)良基因資源高效組配的設(shè)計(jì)育種理念與技術(shù)體系，改良現(xiàn)有的優(yōu)異親本和創(chuàng)制未來(lái)優(yōu)異親本。本項(xiàng)目的技術(shù)途徑：選擇一批相互有系譜關(guān)系和遺傳差異，適合不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)異親本，利用分子數(shù)量遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和基因組學(xué)方法，在表型、基因組學(xué)、表觀遺傳學(xué)等不同層次對(duì)優(yōu)異親本系譜
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