由我院棉花研究所主持的、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“棉花纖維品質(zhì)功能基因組學(xué)研究與分子改良”項目(簡稱棉花973項目)2005年年會近日在河南安陽召開。
項目在棉纖維基因資源創(chuàng)制及品質(zhì)性狀遺傳基礎(chǔ)研究方面,培育、發(fā)掘特異纖維資源179份,其中,與纖維品質(zhì)相關(guān)材料121份,與纖維發(fā)育相關(guān)材料25份,與纖維色澤相關(guān)材料13份。初步創(chuàng)造突變材料200余份,轉(zhuǎn)基因和DNA材料118份,其中纖維突變材料79份,還包括了不育、矮化、彩棉、多抗等突變體,這些材料的創(chuàng)制為本項目的順利完成提供了堅實材料保障。
在轉(zhuǎn)錄組學(xué)和文庫構(gòu)建方面,獲得了29,992個棉花EST,序列分析表明,其中有12,233個為獨立EST,用cDNA芯片或RT-PCR技術(shù)證明有大量纖維特異表達或纖維發(fā)育期高表達基因,分析發(fā)現(xiàn)在169條代謝途徑中,最多可能有12條在0.05水平上呈顯著性纖維伸長期高表達特性,并用體外胚珠培養(yǎng)方法驗證了其中關(guān)鍵性代謝途徑對促進纖維伸長的作用,用酵母雙雜交法研究了1-E2-E3蛋白降解復(fù)合體在棉纖維伸長中的作用,同時構(gòu)建了纖維品質(zhì)優(yōu)良的海島棉Pima90-53 BAC文庫和陸地棉7235 BAC文庫。
在基因研究方面,已構(gòu)建了12000個纖維發(fā)育時期高效表達的cDNA文庫,并獲得了100個與纖維發(fā)育有關(guān)的基因,發(fā)現(xiàn)GhPRP11 在纖維快速伸長期特異表達,轉(zhuǎn)錄因子GhTCP1及GhTCP2 基因在纖維伸長期特異表達,GhRLK1 在次生壁合成期特異表達,GhDET2能夠促進纖維的長度和強度增加。超量表達GhGA20ox1基因,發(fā)現(xiàn)能夠促進纖維起始,增加單個棉籽的纖維數(shù)目,反義抑制GhGA20ox1基因抑制纖維的早期生長。克隆了GhGA20ox2、GhSS3基因的啟動子,并對GhPRPR40、GHSUB基因的啟動子序列進行了分析,同時篩選出了20多個轉(zhuǎn)錄因子、與細胞壁和細胞骨架合成有關(guān)的目的基因。
在棉纖維細胞蛋白質(zhì)譜構(gòu)建方面,已獲得了開花后5、10、15、20天開花后的蛋白圖譜,蛋白斑點分別達到1346、1316、1297、1321個。
在棉纖維品質(zhì)性狀關(guān)鍵基因的功能驗證方面,已掌握了高效的農(nóng)桿菌介導(dǎo)、花粉管通道、基因槍轟擊三種轉(zhuǎn)基因技術(shù)方法,建立了棉花規(guī)?;D(zhuǎn)基因技術(shù)體系,多種轉(zhuǎn)基因技術(shù)有效的組裝,實現(xiàn)流水線操作,建立了高效、工廠化的棉花轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系,年產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花植株6000株以上,建立了快速基因功能驗證體系,每年可對20個以上的目的基因進行功能驗證,并已獲得轉(zhuǎn)纖維品質(zhì)改良基因(GhPFN1-a,GhPFN1-s)植株500余株,2005年年初開始8個纖維改良基因的遺傳轉(zhuǎn)化。
在分子改良方面,目前已對1200個標(biāo)記進行了分離群體分析,1個月內(nèi)將獲得1000個以上標(biāo)記的遺傳圖譜,定位5個與纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL;根據(jù)生化性狀遺傳研究,建立生化遺傳輔助育種技術(shù)體系,選育優(yōu)質(zhì)新材料6個,獲國家科技進步二等獎1項。
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“棉花纖維品質(zhì)功能基因組學(xué)研究與分子改良”項目取得重要進展
發(fā)布時間:2005-07-04
|來源: 院辦公室|作者:admin
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