【正文】 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)。 培養(yǎng)博士研究生 7～ 9 名，碩士研究生 12～ 14 名。 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 。 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。 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(jié)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。 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，開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 第四年度： 研究內(nèi)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，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， 初步闡明不同時期、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)。 培養(yǎng)博士研究生 5～ 7 名，碩士研究生 10～ 12 名。 初步建立 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 。 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。 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(jié)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 。 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，開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 第三年度： 研究內(nèi)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， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 培養(yǎng)博士研究生 5～ 7 名，碩 士研究生 8～ 10 名。 提出利用骨干親本基因型數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù)開展 水稻、小麥、玉米 候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的 算法 ；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 。 分析重要基因 和基因序列變異 2~3 個， 闡明 1 個 基因 /等位基因的功能。 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(jié)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，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 。 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，開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 第二年度： 研究內(nèi)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， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 培養(yǎng)博士研究生 3～ 5 名，碩士研究生 6～ 8 名。 初步提出利用骨干親本基因型數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù)開展 水稻、小麥、玉米 候選骨干親本 選育以及 最佳親本組配的 算法 ； 初步 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。 分析重要基因 和基因序列變異 2~3 個 。 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(jié)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，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 。 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，開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 四、年度計劃 第一年度： 研究內(nèi)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， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 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。 （ 5）條件保障： 骨干親本研究涉及到很多高技術的手段，要求有較先進的儀器設備、大田和溫室設施。 （ 3）技術路線保障： 本項目所采用的技術路線充分反映了本學科領域的研究特色和前沿研究趨勢，具有雄厚的研究基礎，又體現(xiàn)了研究思路的創(chuàng)新，能夠保障獲得原始創(chuàng)新性成果。（詳見工作基礎部分） 。 （四）取得重大突破的可行性分析 本項目將在以下 兩 個方面取得重大突破： —— 闡明骨干親本與其它親本組配能夠衍生出眾多主栽品種的遺傳基礎 ，將為創(chuàng)立骨干親本育種理論、提高育種效率、培育突破性新品種奠定基礎； —— 從基因組和基因兩個層次揭示水稻、 玉米骨干親本一般配合力的分子基礎和調(diào)控機制，可以將作物一般配合力由統(tǒng)計學和育種學的概念提升到遺傳學概念 。本項目通過解析骨干親本形成與利用規(guī)律，將豐富和完善農(nóng)作物品種高效改良理論，架起從育種材料 /種質(zhì)資源有效利用到作物高效育種的橋梁。由我國科學家完成有關的基礎研究，具有明顯的原始創(chuàng)新特色。 （ 2） 預測、篩選與改良對未來 5～ 10 年主要糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本，將為保障我國糧食安全做出貢獻。 三、研究方案 （一）學術思路 為了進一步強化我國在農(nóng)作物基礎理論和應用研究方面的原始創(chuàng)新，針對作物遺傳育種基礎研究中的關鍵問題之一，骨干親本在育種中效果顯著但其形成與利用的遺傳基礎不明的客觀現(xiàn)實，以水稻、小麥、玉米等主要糧食作物骨干親本及其衍生的大面積推廣品種系譜分析為出發(fā)點，在已解決了骨干親本的第一個關鍵科學問題 “遺 傳構成 ”的工作基礎上，綜合利用表型組學、基因組學、作物育種學、生物信息學等學科的理論與技術，從骨干親本重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因組合方式及其演變趨勢、一般配合力對骨干親本形成的作用及其遺傳基礎、候選骨干親本的分子設計與創(chuàng)制等多層次進行系統(tǒng)研究，闡明骨干親本研究中的第二個關鍵科學問題 “遺傳效應 ”，為創(chuàng)建骨干親本育種理論與技術體系，以及我國糧食安全提供科學保障與技術和物質(zhì)支撐。 培養(yǎng)博士研究生 30～ 40 名，碩士研究生 50～ 60 名。 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，指導并提高親本組配和育種效率。 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 15~20 個， 闡明 5~8 個 基因 /等位基因的功能 ； 發(fā)掘?qū)崿F(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 。 通過該項目的實施，將進一步強化我國在農(nóng)作物骨干親本基礎理論和應用研究方面的原始創(chuàng)新，并通過創(chuàng)建圍繞農(nóng)作物骨干親本的新的育種理論與技術體系，以及創(chuàng)造的符合新時期育種目標需求的候選骨干親本的應用，繼續(xù)提高我國在雜交稻等作物育種領域的國際領先地位，最終為我國的糧食安全提供科學保障與技術和物質(zhì)支撐。 6． 果實優(yōu)質(zhì)性狀的種質(zhì)創(chuàng)新，發(fā)掘和創(chuàng)新優(yōu)異種質(zhì)資源， 創(chuàng)制果實品質(zhì)資源純合株系和研究群體， 提高種質(zhì)創(chuàng)新的效率， 并通過細胞工程與分子技術創(chuàng)新種質(zhì)，進行優(yōu)質(zhì)果實品質(zhì)的遺傳改良。 4． 果實采后品質(zhì)保 持與調(diào)控機制，圍繞果實采后品質(zhì)（糖、酸、維生素）變化規(guī)律及調(diào)控機理開展研究。 2． 果實風味物質(zhì)形成機理與調(diào)控，重點圍繞果實風味物質(zhì) —糖、有機酸，以及芳香物質(zhì)的運輸、代謝、積累及其調(diào)控機制進行研究。 本研究將 以 柑橘和蘋果為主 要 對象，番茄作 為 果實研究的模式材料，對果實品質(zhì) 的 色、香、味、營養(yǎng)等構成要素， 從 果實品質(zhì)的形成機理、品質(zhì)的 保 持與調(diào)控機制、以及優(yōu)異種質(zhì)發(fā)掘與創(chuàng)制 等 三個層面進行系統(tǒng)的研究 ； 以期發(fā)現(xiàn)果實類胡蘿卜素和花青苷等色素合成的關鍵節(jié)點、呈色穩(wěn)定機理與調(diào)控途徑，明確果實發(fā)育過程中糖類、有機酸、芳香物質(zhì)的合成、代謝與轉(zhuǎn)運的分子基礎及果實風味形成和調(diào)控機理，解析果實維生素 C 和類黃酮等多酚類物質(zhì)的合成關鍵基因和關鍵節(jié)點及其調(diào)控元件和調(diào)控途徑；探明光、 溫等微環(huán)境信號因子對果實色澤、風味、營養(yǎng)品質(zhì)形成以及 對 采后這些品質(zhì)的 保 持的影響和調(diào)控機制。 一、研究內(nèi)容 以柑橘、蘋果、番茄為代表的重要園藝作物為研究對象 。開發(fā) 品質(zhì)主效 QTLs 的分子標簽或緊密連鎖的分子標記 23個；申請專利 12 項 ； 獲得 果實優(yōu)質(zhì)新品系 35 個；發(fā)表高質(zhì)量學術論文1015 篇，申請技術專利 23 項。 年度 研究內(nèi)容 預期目標 第 五 年 利用各種組學數(shù)據(jù) 繪制 果實品質(zhì)組分的 形成、保持和調(diào)控的網(wǎng)絡模式圖 ； 通過番茄模式果實明確關鍵基因和調(diào)控因子在果實品質(zhì)形成與保持中的作用機制；完善 果 實 品質(zhì)基礎數(shù)據(jù)庫 ；果實品質(zhì)主效 QTL 精細定位；補充完善實驗； 綜合 整理實驗結(jié)果，撰寫結(jié)題報告 。 完善 果實品質(zhì) 的 環(huán)境 調(diào)控措施 ，了解其調(diào)控機制 。 第 四 年 分析 果實品質(zhì)的關鍵結(jié)構基因和調(diào)控基因的時空表達、環(huán)境響應， 研究其互作機制和調(diào)控機理；通過轉(zhuǎn)基因研究分析關鍵基因和轉(zhuǎn)錄因子的生物學功能 ；探索調(diào)控果實 品質(zhì)的 調(diào)控措施 ； 研究 果實品質(zhì)組分 積累 與保持的關鍵調(diào)控位點及作用機制 ；繼續(xù) 開展 果實 品質(zhì)性狀組分和含量的鑒定；高密度遺傳圖譜的構建 ，開發(fā)柑橘SNP 等分子標記 。 明晰果實品質(zhì)關鍵基因的生物學功能，闡明關鍵基因和調(diào)控因子對果實品質(zhì)的調(diào)控機制；了解果實采后品質(zhì)的動態(tài)規(guī)律、環(huán) 境應答、主要蛋白和關鍵基因。 年度 研究內(nèi)容 預期目標 第 三 年 轉(zhuǎn)基因驗證重要基因在果實品質(zhì)形成中的功能， 分 析關鍵轉(zhuǎn)錄因子對果實品質(zhì)的調(diào)控機制， 測定 果實品質(zhì)組分的合成、轉(zhuǎn)運及貯存穩(wěn)定的 因子 。通過有性雜交、胚胎搶救、遺傳轉(zhuǎn)化等不同手段創(chuàng)制并發(fā)掘 具有 優(yōu)質(zhì)性狀的果實種質(zhì)資源 。 第 二 年 利用突變 體 、研究群體和轉(zhuǎn)基因株系， 研究 果實品質(zhì)關鍵基因的時空表達譜以及基因型表達差異，分別從轉(zhuǎn)錄譜，蛋白組譜以及代謝組譜分析果實品質(zhì)的形成積累規(guī)律以及采后的動態(tài)變化規(guī)律，探索關鍵基因和調(diào)控因子在果實品質(zhì)形成與保持中的作用，并以番茄為模式果實進行基因功能分析。 創(chuàng)建果實研究群體，開發(fā)果實品質(zhì)分子標記， 開展 果實 純系材料培育 。 四、年度計劃 年度 研究內(nèi)容 預期目標 第 一 年