【導讀】20xx年973項目農(nóng)業(yè)8個項目立項。控網(wǎng)絡，建立調控乳脂肪、乳蛋白含量與組成的理論和方法，為改善我國牛奶品。分前體物生成的關鍵菌群；闡明瘤胃酸中毒時LPS的生成機制及其與乳成分前體。臟內乳成分前體物重分配的規(guī)律；揭示肝臟內乳成分前體物重分配的細胞重編程。成分前體物發(fā)揮最大協(xié)同作用的平衡模式和調控交匯點，揭示乳腺內乳脂肪和乳。脂肪和乳蛋白合成的關鍵代謝調控通路的技術途徑，經(jīng)驗證試驗使乳脂肪和乳蛋。經(jīng)內分泌調節(jié)，繪制乳脂肪和乳蛋白合成的代謝調控網(wǎng)絡，并建立干預代謝調控。產(chǎn)，是取得重大突破的動力。

　　

【正文】 分子設計模型，篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10年 水稻、小麥、玉米等 主要糧食作物育種與生產(chǎn)具有重要促進作用的候選骨干親本， 并通過育種實踐 予以驗證 ， 為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠定基礎。 預期目標： 初步 闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢，構建 水稻、小麥、玉米 骨干親本 的 基礎 遺傳 圖譜各 1 個。 初步 闡明 水稻、小麥、玉米 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜的 遺傳與 育種 效應；分析重要基因 和基因序列變異 3~4 個， 闡明 1~2 個 基因 /等位基因的功能。 獲得水稻和玉米一般配合力研究中所需的基因型數(shù)據(jù)和 1 年多點的表型數(shù)據(jù) ；初步 闡明水稻、玉米 的穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀一般配合力的遺傳學基礎。 建立 水稻、小麥、玉米 候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型 ；提出綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法， 并付諸實踐 。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本 1~2 個，并通過育種實踐 驗證 ，為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠 定基礎。 培養(yǎng)博士研究生 7～ 9 名，碩士研究生 12～ 14 名。 發(fā)表 SCI 論文 13～ 15 篇；申請專利 2 項。 第五年度： 研究內容： 骨干親本 關鍵基因組區(qū)段 構 成的 解析與演變趨勢 以骨干親本（包括已有的骨干親本和正在形成的骨干親本）及其衍生品種為材料，采用表型組學 、遺傳學 和基因組學等分析技術，系統(tǒng)研究不同時期骨干親本中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的構成及其組合方式，闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢， 精細 構建骨干親本的基礎 遺傳 圖譜，為 基于全基因組分子設計育種提供依據(jù)。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 在解析骨干親本形成中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段的基礎上，以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料，對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 ；發(fā)掘對實現(xiàn)未來育種目標具有重要價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因。 一般 配合力對骨干親本形成的作用及其遺傳基礎 以骨干親本與典型非骨干親本構建的測交群體或完全雙列雜交群體為材料，利用分子標記、轉錄組學等技術，以穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀形成為主體，定位與產(chǎn)量相關性狀一般配合力密切相關的基因組區(qū)段，研究相關產(chǎn)量性狀一般配合力的傳遞規(guī)律，探討一般配合力對骨干親本形成的作用以及骨干親本能夠衍生出大量主栽品種的遺傳學基礎；闡明 控制 一般配合力基因組區(qū)段與骨干親本的基礎遺傳 圖譜的關系。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達，建立候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型， 完善 綜合評估候選骨干親 本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 候選骨干親本篩選、創(chuàng)制與利用 根據(jù)不同時期、不同生態(tài)區(qū)骨干親本遺傳構成特點， 結合骨干親本 基礎 遺傳 圖譜 以及 重要基因組區(qū)段、關鍵基因變異類型及其不同組合方式的遺傳效應和 分子設計模型，篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10年 水稻、小麥、玉米等 主要糧食作物育種與生產(chǎn)具有重要促進作用的候選骨干親本， 并通過育種實踐 予以驗證 ， 為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠定基礎。 預期目標： 闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢， 精細 構建 水稻、小麥、玉米 骨干親本 的 基礎 遺傳 圖譜各 1 個 ， 為基于全基因組分子設計育種提供依據(jù) 。 闡明 水稻、小麥、玉米 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜的遺傳與 育種 效應； 分析重要基因 和基因序列變異 5~6 個， 闡明 2~3 個 基因 /等位基因的功能 ； 發(fā)掘對實現(xiàn) 水稻、小麥、玉米 未來育種目標具有重要價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因各 2~3 個 。 闡明水稻、玉米 的穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀一般配合力的遺傳學基礎，并揭示一般配合力對骨干親本形成的作用以及骨干親本能夠衍生出大量主栽品種的生物學基礎 ；闡明控制一般配合力基因組區(qū)段與 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 的關系 。 完善 水稻、小麥、玉米 候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型 ； 完善 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法，指導并提高親本組配和育種效率。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本 1~2 個，并通過育種實踐 驗證 ，為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠 定基礎。 培養(yǎng)博士研究生 10～ 12 名，碩士研究生 14～ 16 名。 發(fā)表 SCI 論文 18～ 20 篇；申請專利 3~4 項。 一、研究內容 骨干親本 關鍵基因組區(qū)段 構 成的 解析與演變趨勢 以骨干親本（包括已有的骨干親本和正在形成的骨干親本）及其衍生品種為材料，采用表型組學 、遺傳學 和基因組學等分析技術，系統(tǒng)研究不同時期骨干親本中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的構成及其組合方式，闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢，構建骨干親本的基礎 遺傳 圖譜，為基 于全基因組分子設計育種提供依據(jù)。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 在解析骨干親本形成中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段的基礎上，以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料，對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ；重點解析 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 ；發(fā)掘對實現(xiàn)未來育種目標具有重要價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因。 一般配 合力對骨干親本形成的作用及其遺傳基礎 以骨干親本與典型非骨干親本構建的測交群體或完全雙列雜交群體為材料，利用分子標記、轉錄組學等技術，以穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀形成為主體，定位與產(chǎn)量相關性狀一般配合力密切相關的基因組區(qū)段，研究相關產(chǎn)量性狀一般配合力的傳遞規(guī)律，探討一般配合力對骨干親本形成的作用以及骨干親本能夠衍生出大量主栽品種的遺傳學基礎；闡明 控制 一般配合力基因組區(qū)段與骨干親本的基礎遺傳 圖譜的關系。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析骨 干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達，建立候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型，提出綜合評估候選骨干親 本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 候選骨干親本篩選、創(chuàng)制與利用 根據(jù)不同時期、不同生態(tài)區(qū)骨干親本遺傳構成特點， 結合骨干親本 基礎 遺傳 圖譜 以及 重要基因組區(qū)段、關鍵基因變異類型及其不同組合方式的遺傳效應 和分子設計模型，篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米等 主要糧食作物育種與生產(chǎn)具有重要促進作用的候選骨干親本， 并 通過育種實踐 予以驗證 ， 為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠定基礎。 項目名稱： 水稻高產(chǎn)、優(yōu)質等重要性狀的分子機制和設計育種研究 首席科學家： 薛勇彪 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所 起止年限： 至 依托部門： 中國科學院 二、預期目標 本項目的總體目標： 通過項目的實施，保持和提升我國在水稻基因組 和分子育種 研究的國際地位和競爭力，加強我國農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)和造就一批高水平的 水稻 科學研究 的專門 人才 ，建立我國水稻分子改良的理論和技術體系，指導水稻品種的分子改良。 五年預期目標 : 克隆 50 個左右的水稻重要功能基因，闡明 3－ 5 個重要農(nóng)藝性狀控制的分子機理，獲得具有重要應用前景的功能基因專利 25 項，發(fā)表高水平論文 100 篇左右 。建立高效水稻雜交育種和分子育種體系 ， 培育一批具有重要應用前景的遺傳改良品系 和有重大應用前景的分子改良品種 12 個 。 三、研究方案 1）學術思路： 針對我國水稻生產(chǎn)中迫切需要解決的高產(chǎn)、優(yōu)質和抗逆等問題，本項目以重要農(nóng)藝性狀為對象，綜合應用分子遺傳學、發(fā)育生物學、生物化學 和功能基因組學等多學科交叉的手段，研究水稻株型、育性、種子形成，淀粉代謝調控和光溫脅迫應答的分子機理，克隆鑒定相關的關鍵基因并闡明其功能，為解決我國水稻優(yōu)良品種培育中的重大理論和技術問題提供創(chuàng)新性研究成果。 2）技術途徑： 本項目將根據(jù)研究任務和目標，充分利用已有的水稻基因組和功能基因組研究的資源和信息平臺，主要以遺傳學、分子生物學、發(fā)育生物學、生物化學和功能基因組學等為主要研究手段，開展水稻株型、育性、種子形成，淀粉代謝和環(huán)境脅迫等主要農(nóng)藝性狀的分子控制機理的研究。采用的主要研究路線有四個：第一，重要 功能基因克隆及其作用網(wǎng)絡的研究；第二，重要農(nóng)藝性狀的功能基因組研究；第三，雜交育種技術的改良和完善；第四，重要農(nóng)藝性狀的分子 設計和 改良。通過發(fā)揮我們已有研究工作基礎以及研究隊伍的技術特點，闡明水稻重要農(nóng)藝性狀分子控制的機理，為分子改良和設計重要農(nóng)藝性狀奠定理論和技術基礎，推動我國育種科學的可持續(xù)發(fā)展，并對解決重要的植物科學中復雜性狀調控的問題做出貢獻。 根據(jù)研究內容本項目由 6 個課題組成，每個課題組設 1－ 2 名課題負責人協(xié)助項目負責人進行課題的管理和各個課題間以及參加課題的有關單位間的協(xié)調。 四、年度計 劃 研究內容 預期目標 第 一 年 的蛋白； 對 LA1 抑制基因和 TAC1 抑制基因進行初步定位并篩選受 LATAC1 調控的基因。 構建耐密 /壯桿突變的遺傳分析群體并對突變體進行分析。精細定位水稻半矮桿基因SHRUB 和 SDK 及突變體表型分析。構建 BC3F4 高密度遺傳圖譜；在gl3(t)和 gl7(t)分離群體中選單株用 NPB 進行回交。 ，分離淀粉合成相關的轉錄因子和品質形成的關鍵基因； 繼續(xù)開展近等基因系的構建。 進一步發(fā)掘鑒定新的等位基因； 精細定 位 Chalk5 和 GS32 基因；發(fā)展基于 Badh2 基因分子標記。 、溫敏和雜種不育基因的作用機理；野敗恢復基因的克??；花藥或雄配子發(fā)育基因的精細定位和克?。换瘜W誘導型啟動子的克隆和誘導特性分析。 4. 完成新的候選基因的遺傳轉化并對其表型開展觀察；開展 漸滲系和單片段代換系篩選 工作。 度測序、全部有效 SNP 的鑒定及其基因型分析，并建立中國水稻種質資源基因組序列和 SNP 信息的公共數(shù)據(jù)庫 。 信息；選育和鑒定用于基因鑒定的作圖群體；分離水稻 重要農(nóng)藝性狀基蛋白；完成 LA1 抑制基因和 TAC1 抑制基因初步定位；獲得受 LA TAC1調控的下游基因。將水稻半矮桿基因SHRUB 和 SDK 精細定位到大約 20Kb區(qū)域內；完成 gl7(t)的精細定位。發(fā)表 論文 12 篇 ； 初步確定淀粉體蛋白質組的動態(tài)特征； 鑒定出新的分子標記。 完成 Wx 和 SSI 等810 個重要等位基因近等基因系的構建； 進一步確定 Chalk5 和 GS32候選基因；提供 12 個組合參加省預試。 發(fā)表 論文 12 篇 。 ，獲得野敗恢和溫敏不育基因的互作靶基因；完成 2 個花藥和雄配子基因的精細定位；獲得化學誘導型啟動子。 發(fā)表 論文 12 篇 。 4. 完成新的候選基因的遺傳轉化，得到低溫應答改變的材料。 發(fā)表國際論文 12 篇 。 400 個 水稻栽培品種的基因組測序和基因型分析；建立相關的數(shù)據(jù)庫。 發(fā)表 論文 12 篇 。 50個；選育新品系 5 個； 申請專利 1項。 研究內容 預期目標 因；開展分子育種研究。 第 二 年 LA1 抑制基因、 TAC1 抑制基因進行精細定位并對其下游調控基因進行功能研究。精細定位耐密 /壯 桿