【正文】 狀相關(guān)關(guān)系，并確定基因型和表型的關(guān)系。 重要經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)鍵基因作用機(jī)理及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)獲得深入解析 重點(diǎn)抓住生長(zhǎng)、發(fā)育、抗 病、抗逆 和珍珠質(zhì)形成等貝類重要或特有的經(jīng)濟(jì)性狀，闡明決定性狀的關(guān)鍵基因和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；揭示 有別于陸生動(dòng)物的海洋變溫動(dòng)物基因互作、基因 環(huán)境互作模式和機(jī)理。 核心技術(shù)研發(fā)已提前布局并獲可喜進(jìn)展 項(xiàng)目 組已先期開展相關(guān)的核心技術(shù)研究，在貝類大規(guī)?；蚪M、比較基因組分析技術(shù)、 SNP 高通量篩查檢測(cè)技術(shù)、基因克隆和功能分析技術(shù)，基因 性狀關(guān)聯(lián)分析技術(shù)等方面已獲可喜進(jìn)展；分子模擬育種技術(shù)已應(yīng)用 Quline 平臺(tái)開展了初步探索。這些研究為本項(xiàng)目研究奠定了堅(jiān)實(shí)的材料和技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目建議的首席科學(xué)家與美、法等國(guó)科學(xué)家合作，領(lǐng)導(dǎo)了 “牡蠣基因組計(jì)劃（ OGP） ”研究。針對(duì)分子設(shè)計(jì)育種技 術(shù)途徑，設(shè)置 1 個(gè)研究課題，主要 分析基因、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境的反應(yīng) ， 建立 GP 鏈接模型 ， 開發(fā)生長(zhǎng)和抗性性狀的復(fù)合 /聚合技術(shù) ， 構(gòu)建模擬育種技術(shù)平臺(tái) ， 模擬育種與實(shí)際分子育種過程的 驗(yàn)證 。 課題 貝類基因組的比較與功能基因批量發(fā)掘 預(yù)期 目標(biāo)： 1）構(gòu)建牡蠣全基因組精細(xì)圖譜 ： 在原有的基因組框架圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建牡蠣全基因組精細(xì)圖譜 。 基因組結(jié)構(gòu)與特征 貝類生長(zhǎng)和發(fā)育的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 貝類珍珠質(zhì)形成的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 貝類 SNP 規(guī)模發(fā)掘與高密度遺傳圖譜構(gòu)建 重要經(jīng)濟(jì)性狀分子解析 分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)途徑 貝類分子設(shè)計(jì)育種關(guān)鍵技術(shù)研究 一 二 六 三 四 五 貝類 基因組 的比較與 功能基因 的批量 發(fā)掘 貝類抗病和抗逆的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 養(yǎng)殖貝類重要經(jīng) 濟(jì)性狀分子解析與設(shè)計(jì)育種基礎(chǔ)研究 圖 研究?jī)?nèi)容： 1）牡蠣全基因組序列組裝和精細(xì)圖譜構(gòu)建 ：基于已完成的牡蠣全基因組框架圖，結(jié)合已有的遺傳圖譜、物理圖譜和 BAC 文庫(kù)等資源，對(duì)基因組序列進(jìn)一步拼接與組裝，構(gòu)建牡蠣全基因組精細(xì)圖譜。 研究?jī)?nèi)容： 1）貝類 SNP 的規(guī)模發(fā)掘 利用牡蠣 等貝類 基因組序列信息， 以 SOAP 等軟件 大規(guī)模篩選 SNP，利用各種不同通量的 SNP 分型技術(shù)開發(fā) SNP 標(biāo)記。 3）知識(shí)產(chǎn)權(quán)和人才培養(yǎng) ：發(fā)表 SCI 論文 40 篇，其中影響因子 ? 論文 3篇，申請(qǐng)國(guó)家或國(guó)際發(fā)明專利 58 項(xiàng) ，培養(yǎng)碩士 15 名，博士 10 名，博士后 3 人。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位： 廈門大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 課題負(fù)責(zé)人： 黃河清 學(xué)術(shù)骨干： 陳軍、董波、黃輝洋、匡世煥、柳承璋、王德祥、王鴻霞、趙晶 課題 貝類抗病和抗逆的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 預(yù)期目標(biāo)： 1）功能基因 /QTL 分析 ：篩選和鑒定 70 個(gè)以上重要 抗性性狀相關(guān)的功能基因， 30 個(gè) QTL 并分析其效應(yīng)； 2）功能基因 鑒定 ： 明確 510 個(gè)重要抗性性狀關(guān)鍵基因的作用和調(diào)控機(jī)制；篩查 35 個(gè)功能 SNP 多態(tài)分子標(biāo)記，明確其對(duì)性狀的遺傳效應(yīng)，建立基因型與表型的關(guān)系。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 課題負(fù)責(zé)人： 喻子牛 學(xué)術(shù)骨干： 李鳳梅、倪多嬌、王玲玲、王艷紅、吳相云、夏建軍、張揚(yáng) 課題 貝類珍珠質(zhì)形成的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 預(yù)期目標(biāo)： 1）功能基因 /QTL 分析 ：篩選和鑒定 3040 個(gè)與貝類珍珠質(zhì)形成相關(guān) 的功能基因， 30 個(gè) QTL 并分析其效應(yīng)。 2）珍珠質(zhì)形成相關(guān)基因與珍珠質(zhì)量的相關(guān)性 ：從珍珠質(zhì)形成相關(guān)基因中發(fā)掘 SNP 標(biāo)記，確定等位基因型；分析 SNP 標(biāo)記基因型對(duì)珍珠珠層厚度和珍珠顏色的遺傳效應(yīng)，確定功能 SNP 基因型與珍珠質(zhì)量有關(guān)性狀的連鎖關(guān)系。 3）知識(shí)產(chǎn)權(quán)和人才培養(yǎng) ：完成 SCI論文 40篇，其中影響因子 ? 2篇，申請(qǐng)發(fā)明專利 58項(xiàng)，培養(yǎng)博士研究生 10名，碩士研究生 12名。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位： 中國(guó)海洋大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 胡景杰 學(xué)術(shù)骨干： 黃曉婷、李琪、汪小龍、王昭萍、于瑞海、張志峰、鄭小東 四、年度計(jì)劃 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 一 年 （ 1）構(gòu)建牡蠣全基因組精細(xì)圖譜 。 （ 1） 完成牡蠣全基因組精細(xì)圖譜的構(gòu)建； 完成牡蠣材料體系的構(gòu)建； 驗(yàn)證 SNP 變異位點(diǎn) 500 個(gè)，微衛(wèi)星標(biāo)記 1000 個(gè)。 （ 2） 篩選 生長(zhǎng)發(fā)育等主要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的功能基因、 挖掘候選基因的SNP。 （ 3） 構(gòu)建 23 個(gè)（其中扇貝 1－ 2 個(gè)，牡蠣 1－ 2 個(gè)）主要育種性狀的 GP 模型和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù) 。 （ 1）完成基因功能注釋與分類 ， 得到完整的牡蠣轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和表達(dá)譜信息； 完成理想高代作圖家系的構(gòu)建；開發(fā) SNP 標(biāo)記 15002020 個(gè)，微衛(wèi)星標(biāo)記 10002020 個(gè)。 （ 3） 完成扇貝和牡蠣核心種質(zhì)、骨干親本的性狀測(cè)量、 SNP 分型和養(yǎng)殖條件參數(shù)監(jiān)測(cè) 。 （ 2） 篩查 、分析和克隆與貝類 生長(zhǎng)發(fā)育 、抗 性性狀、 珍珠質(zhì)形成 相關(guān)基因， 構(gòu)建適合 QTL 定位和 SNP 多態(tài)性分子標(biāo)記功能分析的遺傳材料 、篩選模型。 2）模擬育種技術(shù) ：在主要育種性狀 GP 模型的基礎(chǔ)上，建立聚合主要性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)鏈接模型，模擬預(yù)測(cè)各種可能基因型的表現(xiàn)型，構(gòu)建的育種模擬信息平臺(tái)；對(duì)貝類從基因到整體不同層次上，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)育種程序中 的各種因素進(jìn)行模擬、篩選和優(yōu)化，提出分子設(shè)計(jì)育種策略和可行性途徑。運(yùn)用碳酸鈣體外結(jié)晶和免疫金標(biāo)等方法研究 基質(zhì)蛋白在珍珠質(zhì)形成過程中的調(diào)控作用。 3）知識(shí)產(chǎn)權(quán)和人才培養(yǎng) ：發(fā)表 SCI 收錄的論文 50 篇；其中影響因子 ?論文 4 篇， 專利 58 項(xiàng)， 培養(yǎng)碩士、博士及博士后研究人員 40 名。 研究?jī)?nèi)容： 1）抗病相關(guān)功能基因與表型相關(guān)關(guān)系、作用機(jī)制和調(diào)控機(jī)理 ：通過全基因組序列確定的抗病 /免疫相關(guān)基因，研究候選基因多態(tài)性，篩查 SNP 等 分子標(biāo)記；利用特定抗病的貝類樣本材料，采用連鎖分析、關(guān)聯(lián)分析、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組等技術(shù)方法，開展 QTL 定位，確定貝類抗性候選功能基因與抗性性狀相關(guān)關(guān)系，進(jìn)行功能驗(yàn)證，分析研究其表達(dá)特征和作用機(jī)理，解析、闡明相關(guān)基因在抗性相關(guān)過程的調(diào)控規(guī)律和網(wǎng)絡(luò)途徑。 2）生長(zhǎng)發(fā)育基因分型和功能 SNP 標(biāo)記的篩選 ：建立性狀分離家系，研究篩選獲得的生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因的多態(tài)性，篩選性狀相關(guān)功能 SNP 標(biāo)記和有利等位基因。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)海洋大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 李莉 學(xué)術(shù) 骨干： 郭希明、胡曉麗、亓海剛、齊潔、邵明瑜、王海艷、吳富村 課題 貝類生長(zhǎng)和發(fā)育的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制 預(yù)期目標(biāo)： 1）功能基因 /QTL 分析 ：篩選和鑒定生長(zhǎng)發(fā)育基因 70 個(gè)、 QTL30 個(gè)并分析其效應(yīng)。 3）貝類基因組及典型性狀相關(guān)基因的比較 ： 利用扇 貝、珍珠貝的基因組序列， 以牡蠣全基因組序列圖譜為參考，開展牡蠣、扇貝、珍珠貝的基因組比較研究，分析相關(guān)性狀的功能基因差異。 3）構(gòu)建貝類基因組數(shù)據(jù)庫(kù) ：可在線查詢貝類基因組序列、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)、注釋基因、 SNP 及其定位信息、基因家族的基因拷貝數(shù)及分布，并提供同源比對(duì)等服務(wù)功能。課題一、二是后面課題的基礎(chǔ)，課題三、四、五是本項(xiàng)目的重點(diǎn)，而課題六為整個(gè)項(xiàng)目的出口。 （五）課題設(shè)置 各課題間相互關(guān)系 針對(duì)基因組結(jié)構(gòu)和特征，設(shè)置 2 個(gè)課題，構(gòu)建基因組序列圖譜，批量開發(fā) SNP標(biāo)記和功能基因，構(gòu)建高密度的遺傳圖譜。本項(xiàng)目就是以這支團(tuán)隊(duì)為框架基礎(chǔ)，聚集了我國(guó)貝類一創(chuàng)育種領(lǐng)域的核心力量，吸納了一批具有博士學(xué)位和國(guó)外留學(xué)經(jīng)歷的青年科學(xué)家，通過對(duì)科學(xué)目標(biāo)的進(jìn)一步凝練，使本研究在牡蠣全基因框架圖譜的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)貝類分子設(shè)計(jì)育種理論和技術(shù)的突破有了人才的保障。 項(xiàng)目組在貝類遺傳育種領(lǐng)域具有堅(jiān)實(shí)的研究積累 在國(guó)家 863 計(jì)劃、自然科學(xué)基金項(xiàng)目、支撐計(jì)劃等有關(guān)項(xiàng)目的支撐下，項(xiàng)目組在牡蠣等貝類的遺傳育種基礎(chǔ)理論研究和材料體系建設(shè) 方面 已取得豐碩成果，培育出 多 個(gè) 水產(chǎn)養(yǎng)殖 新品種 （系） 。 （四）可行性分析 項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)充分、技術(shù)路線可行 本項(xiàng)目所提出的研究方案及技術(shù)路線，即基于牡蠣全基因組框架圖譜已完成的基礎(chǔ)上，通過開展各有關(guān)組學(xué)研究獲得可供育種利用的大量基礎(chǔ)信息，通過開展重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子解析與調(diào)控機(jī)制奠定分子育種的理論基礎(chǔ)研究，進(jìn)而通過分子設(shè)計(jì)育種的技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)良種培育的 “精準(zhǔn)化 ”。 貝類分子設(shè)計(jì)育種的關(guān)鍵技術(shù)研究 利用 QTL定位、家系分析、遺傳環(huán)境方差組分分析，研究變溫動(dòng)物類型貝類的基因 表型關(guān)聯(lián)體系對(duì)環(huán)境變動(dòng)的反應(yīng)效應(yīng)；應(yīng)用混合線性方程和貝葉斯函數(shù)等數(shù)量遺傳學(xué)方法，建立基因型和表型性狀關(guān)聯(lián)的 GP模型，開發(fā)分子育種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)；構(gòu)建基于 QuGENE和 Quline系統(tǒng)的貝類育種模擬信息平臺(tái)，通過模擬、篩選和優(yōu)化，提出最佳育種策略，開展生長(zhǎng)和抗逆性狀的復(fù)合/聚合育種，建立分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)平臺(tái)。 貝類 SNP 規(guī)模發(fā)掘與高密度遺傳圖譜構(gòu)建 以 SOAP 等相關(guān)軟件來(lái)分析確定基因組序列中的 SNP 等變異，利用Tmshift、 HRM、 TaqMan、 SNPstream、 GoldenGate 等分型技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，獲得SNP 標(biāo)記；利用高代參考家系和已獲得的標(biāo)記，進(jìn)行連鎖分析，構(gòu)建高密度遺傳圖譜。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為本項(xiàng)目研究提供了強(qiáng)有力的工具。 （二）技術(shù)途徑 本項(xiàng)目將針對(duì)海水養(yǎng)殖貝類功能基因、經(jīng)濟(jì)性狀、分子設(shè)計(jì)等關(guān)鍵問題，開展海洋貝類重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子解析和分子設(shè)計(jì)育種的基礎(chǔ)理論研究。發(fā)表 SCI 論文 200 篇，其中 10 篇影響因子 ，頂級(jí)刊物研究論文 12 篇，申請(qǐng)國(guó)家或國(guó)際發(fā)明專利 ?40 個(gè)。 （二 ） 五年預(yù)期目標(biāo) 基因組的結(jié)構(gòu)特征與 SNP 規(guī)模 開發(fā) 完成牡蠣全基因組序列圖譜構(gòu)建，全基因組覆蓋度、基因區(qū)覆蓋度分別達(dá)到 95%、 98%以上；實(shí)現(xiàn)全基因組的基因功能分類 ； 對(duì)牡蠣、扇貝和珍珠貝進(jìn)行全基因組比較， 獲取三種貝類的典型性狀相關(guān)功能基因的差異； 開發(fā) 6000 個(gè)以上貝類 SNP 等標(biāo)記，建立貝類高密度遺傳圖譜，標(biāo)記間距小于 1cM。 構(gòu)建牡蠣的基因組精細(xì)圖譜，比較扇貝、珍珠貝和牡蠣的基因組差異；獲得批量 牡蠣、扇貝和珍珠貝功能基因和 SNP 標(biāo)記；構(gòu)建高密度遺傳圖譜。 重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子解析 以貝類基因組學(xué)研究為基礎(chǔ)，發(fā)掘貝類生長(zhǎng)、發(fā)育過程的關(guān)鍵基因，進(jìn)行功能 鑒定 并確定其調(diào)控途徑；開展貝類逆境（溫、鹽）適應(yīng)和免疫防御（病毒和弧菌）關(guān)鍵功能基因研究，闡明其作用機(jī)制，解析抗性相關(guān)過程的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；研究參與珍珠質(zhì)形成的重要功能基因及其表達(dá)調(diào)控規(guī)律，闡明基質(zhì)蛋白等在優(yōu)質(zhì)珍珠形成中的作用機(jī)制；建立基因與性狀的關(guān)聯(lián)性。 分子設(shè)計(jì)育種的技術(shù)途徑 貝類育種的分子設(shè)計(jì)尚處于起步階段，亟待開展良種分子設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)模型的理論和技術(shù)研究，構(gòu)建模擬育種平臺(tái)，為分子設(shè)計(jì)育種提供技術(shù)支撐。通過對(duì)牡蠣基因組結(jié)構(gòu)與特征的全面解析，結(jié)合其與扇貝、珍珠貝基因組的比較研究，進(jìn)行貝類全基因組基因功能 研究 ；批量開發(fā)基于基因組信息的功能基因和 SNP 等標(biāo)記；構(gòu)建高密度遺傳圖譜，為貝類生長(zhǎng)、發(fā)育、抗性、珍珠形成等性狀的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析和分子設(shè)計(jì)育種奠定理論基礎(chǔ)。 1. 重點(diǎn)闡明 23 個(gè)重要功能基因在殖質(zhì)的形成和遷移、卵子成熟、卵胚轉(zhuǎn)換和性別決定和性別分化的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)； 2. 獲得 35 個(gè)重要的通過調(diào)控生長(zhǎng)軸因子和育性調(diào)控的轉(zhuǎn)基因養(yǎng)殖或模式魚品系，用以開展個(gè)體促生長(zhǎng)、改善肉質(zhì)等經(jīng)濟(jì)性狀改良的研究平臺(tái)； 3. 闡明 23 個(gè)重要基因在病毒感染識(shí)別以及抗病毒信號(hào)傳遞中的作用機(jī)理；闡明 23 個(gè)重要基因在細(xì)菌感染識(shí)別等信號(hào)傳遞中的作用機(jī)理； 5. 建立主要經(jīng)濟(jì)性狀功能基因組研究和分子設(shè)計(jì)育種中間的有機(jī)聯(lián)系，創(chuàng)制 2－ 3 個(gè)在生殖、生長(zhǎng) 或抗性等目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性狀上表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的育種材料； 路線和策略； 7. 建立優(yōu)化和完善的基于蛋白質(zhì)鋅指結(jié)構(gòu)的魚類基因快速敲除系統(tǒng)； 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 8. 穩(wěn)定遺傳、快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)持續(xù)激活生長(zhǎng)激素受體基因魚家系的建立 ，創(chuàng)制原生殖細(xì)胞操作技術(shù)和可控不育遺傳安全的轉(zhuǎn)基因魚模型 ， 闡明小RNA 分子在性分化過程的分子調(diào)控機(jī)理。 、生長(zhǎng)、抗病和抗寒的功能基因或分子標(biāo)記 1015個(gè)； 23個(gè)重要基因在生殖質(zhì)的形成和遷移、卵母細(xì)胞成熟、卵胚轉(zhuǎn)換以及性別決定和分化中的功能；確定基因啟動(dòng)子的差異甲基化修飾在其表達(dá)和生殖調(diào)控中的作用； 3. 分析魚類生長(zhǎng)軸負(fù)反饋調(diào)控受阻對(duì)魚體肌肉組織的生長(zhǎng)和肉質(zhì)特征的影響；揭示可控性卵巢組織發(fā)育抑制的轉(zhuǎn)基因魚品系操作特性以及其抑制效率，觀察性成熟受阻對(duì)魚體生長(zhǎng)發(fā)育影響特征； 4. 構(gòu)建所選擇魚類個(gè)體大小調(diào)控基因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，并對(duì)其起源提