973基金項(xiàng)目申請(qǐng)范文-作物高效利用氮磷養(yǎng)分的分子機(jī)理(編輯修改稿)
2025-02-11 16:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基礎(chǔ) 本項(xiàng)目已具備了完成本項(xiàng)目研究目標(biāo)的大量遺傳材料，包括水稻、大豆、小麥等一系列的突變體材料；以養(yǎng)分高效優(yōu)異種質(zhì)為親本的重組自交系群體、近等基因系材料；分子標(biāo)記遺傳圖譜等。在技術(shù)上已經(jīng)建立了研究所需的關(guān)鍵技術(shù)，如根構(gòu)型三維參數(shù)定量分析系統(tǒng)；分子標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)；基因芯片分析、單細(xì)胞RNA 獲取技術(shù)；水稻、大豆、小麥高效轉(zhuǎn)基因技術(shù)等。近幾年，有關(guān)項(xiàng)目參加單位在磷高效基因克隆及利用、氮和磷轉(zhuǎn)運(yùn)體研究、全基因組養(yǎng)分脅迫誘導(dǎo)基因表達(dá)譜 分析、小麥磷高效育種、水稻氮和磷高效轉(zhuǎn)基因研究等方面均已取得一系列重要成果。承擔(dān)過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金重大、重點(diǎn)項(xiàng)目和一批面上項(xiàng)目，國(guó)家 863相關(guān)項(xiàng)目及有關(guān)的專項(xiàng)項(xiàng)目任務(wù)，在國(guó)際上重要刊物如 PNAS， JBC, Plant Physiology, Plant Journal, Plant Cell and Environment 等發(fā)表了一批論文。 b 研究隊(duì)伍 本項(xiàng)目整合了全國(guó)從事作物氮、磷等營(yíng)養(yǎng)高效遺傳與分子生物學(xué)研究的主要優(yōu)勢(shì)單位，如 植物生理學(xué)與生物化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)研究室（浙江大學(xué)）、 華南農(nóng) 業(yè)大學(xué)根系生物學(xué)研究中心、中國(guó)科學(xué)院植物細(xì)胞與染色體工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、 中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物分子及細(xì)胞生物學(xué)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室 、 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院南京土壤所土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科技大學(xué)生命科學(xué)院植物分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室 等。集中了一批中青年學(xué)術(shù)骨干，包括 3 位本領(lǐng)域國(guó)家杰出青年基金獲得者， 1 位教育部長(zhǎng)江特聘教授， 8 位留學(xué)回國(guó)博士。 研究隊(duì)伍知識(shí)和年齡結(jié)構(gòu)合理，有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、良好的工作積 累和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)科背景齊全。各研究組的實(shí)驗(yàn)室在關(guān)鍵技術(shù)，研究材料，設(shè)備設(shè)施上各具特色，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。 c 國(guó)際合作 本項(xiàng)目研究力量包括國(guó)際上在本領(lǐng)域研究上做出出色成績(jī)的中國(guó)科學(xué)家，如英國(guó) LEEDS 大學(xué)的張漢馬博士；項(xiàng)目參加單位與國(guó)際上本領(lǐng)域高水平的實(shí)驗(yàn)室具有良好合作關(guān)系，如國(guó)際水稻研究所（ IRRI），美國(guó)賓州大學(xué) Lynch 教授實(shí)驗(yàn)室，康乃爾大學(xué)土壤與植物營(yíng)養(yǎng)研究所 Kochian 教授實(shí)驗(yàn)室等。 2. 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)與特色 1. 應(yīng)用自主設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)體系與獨(dú)特的遺傳資源和突變材料 2. 闡明養(yǎng)分信號(hào)調(diào)控根系發(fā)生發(fā)育的分子機(jī)理 3. 建立高產(chǎn)高效根構(gòu)型分子診斷方法 4. 揭示作物氮、磷高效利用關(guān)鍵調(diào)控途徑及其在高產(chǎn)高效種質(zhì)中的聚合效應(yīng) 3. 課題設(shè)置 本項(xiàng)目共分以下 5 個(gè)課題。 1） 氮、磷養(yǎng)分信號(hào)途徑及調(diào)控機(jī)制 研究?jī)?nèi)容： a 水稻、擬南芥磷信號(hào)受體及轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究。用水稻、擬南芥磷饑餓信號(hào)標(biāo)記基因 OsIPS1 與 AtIPS1 啟動(dòng)子與 GUS 報(bào)告基因轉(zhuǎn)基因材料篩選磷信號(hào)阻斷突變體，克隆相關(guān)基因并研究其調(diào)控系統(tǒng)。比較水稻、擬南芥磷信號(hào)受體及轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵基因及調(diào)控系統(tǒng)。 b 水稻、玉米、擬南芥磷信號(hào)與激素信號(hào)互作機(jī)制研究。用水稻、擬南芥磷饑餓信號(hào)標(biāo)記基因 OsIPS1， ZmPIS2 與 AtIPS1 啟動(dòng)子與 GUS 報(bào)告基因轉(zhuǎn)基因材料及相關(guān)突變體材料，克隆相關(guān)基因并研究其調(diào)控系統(tǒng)。 c 擬南芥氮信號(hào)調(diào)控側(cè)根發(fā)生發(fā)育信號(hào)途徑。利用擬南芥?zhèn)雀扉L(zhǎng)對(duì)高氮與 AUXIN 或 ABA 均不敏感突變體，克隆相關(guān)基因，并研究其功能及調(diào)控系統(tǒng)。 研究目標(biāo)： 明確和克隆水稻、擬南芥磷信號(hào)受體、相關(guān)激素信號(hào)及轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵基因；探明水稻、玉米、擬南芥氮信號(hào)調(diào)控側(cè)根發(fā)生發(fā)育的分子機(jī)理。 承擔(dān)單位： 浙江大學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) , 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所 課題負(fù)責(zé)人 ：吳平教授。 經(jīng)費(fèi)預(yù)算比例： 26%。 2） 磷高 效根構(gòu)型形成的遺傳基礎(chǔ)與分子機(jī)理 研究?jī)?nèi)容 ： a 根構(gòu)型形態(tài)參數(shù)定量分析及磷高效根構(gòu)型標(biāo)記基因分子診斷研究。建立大豆（直根系）、水稻（須根系）的三維根構(gòu)型觀測(cè)與分析系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模型獲得定量描述根構(gòu)型的表型參數(shù)。利用大豆、水稻磷饑餓信號(hào)標(biāo)記基因（ Gm4, OsPTF1）診斷不同根構(gòu)型基因型在不同磷水平下的體內(nèi)磷信號(hào)。 b 磷調(diào)控根系伸長(zhǎng)和向地性變化關(guān)鍵基因克隆及功能分析 :利用獲得的大豆側(cè)根與水稻不定根伸長(zhǎng)或向地性表化的突變體，進(jìn)行相關(guān)基因克隆及其調(diào)控系統(tǒng)研究；同時(shí)利用不同根系性狀親本（如大豆深根構(gòu)型基因型BD2 淺 根構(gòu)型基因型 BX10）發(fā)展的重組自交系群體，進(jìn)行根系性狀參數(shù)的 QTLs 分析 。 c 磷信號(hào)調(diào)控根毛發(fā)生的分子機(jī)理研究 : 以擬南芥根毛發(fā)生和伸長(zhǎng)的突變體為材料，利用激光鑷子獲取單細(xì)胞 RNA進(jìn)行單細(xì)胞基因表達(dá)譜分析，揭示磷調(diào)控根毛發(fā)生發(fā)育及細(xì)胞位置效應(yīng)改變的分子機(jī)制。 研究目標(biāo)： 確定與磷高效根構(gòu)型具有遺傳相關(guān)性的標(biāo)記基因分子診斷指標(biāo)，為磷高效根構(gòu)型性狀的分子標(biāo)記輔助選擇提供理論基礎(chǔ)； 克隆 12 個(gè)與磷調(diào)控相關(guān)的根系伸長(zhǎng)和向地性變化關(guān)鍵基因；定位 25 個(gè)與根系性狀相關(guān)的QTLs。 承擔(dān)單位： 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，浙江大學(xué)。 課題 負(fù)責(zé)人 ：嚴(yán)小龍教授。 經(jīng)費(fèi)預(yù)算比例： 19%。 3） 氮、磷高效吸收關(guān)鍵基因功能與調(diào)控機(jī)理 研究?jī)?nèi)容 ： a 高親和磷轉(zhuǎn)運(yùn)體 Pht1 家族基因、高親和 NO3轉(zhuǎn)運(yùn)體 NRT2/NAR2 家族基因的生理功能及其調(diào)控系統(tǒng)研究。對(duì)目前已知基因信息的 11 個(gè)水稻 Pht1家族基因的功能、互作機(jī)制和時(shí)
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