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控制玉米有效气生根数主效QTL-qEBRN2 基因的功能解析及其对氮效率的贡献

控制玉米有效气生根数主效QTL-qEBRN2 基因的功能解析及其对氮效率的贡献
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  • 批准号:31572186
  • 批准年度: 2015年
  • 学科分类:设施园艺作物抗逆(C150701) |
  • 项目负责人:陈范骏
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中国农业大学
  • 资助金额:67万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2016年01月01日 至 2019年12月31日
  • 中文关键词: 气生根数;主效;QTL-qEBRN2;效率;贡献
  • 英文关键词:Maize;Effective brace root number;Quantitative trait locus(QTL);Gene function;Nitrogen use efficienc

项目摘要

中文摘要

根系遗传改良对于实现作物高产高效有着重要意义。有效气生根在玉米生长中后期的养分、水分吸收及抗倒伏中起着关键作用,但其发育的分子遗传调控机制并不清楚。课题组前期在染色体臂2.04处定位到一个控制有效气生根数量主效QTL-qEBRN2,利用其近等基因系测交种验证了该位点在不同遗传背景下具有显著的遗传效应,并具有节肥增产的潜力。通过精细定位,将该位点锚定到物理距离在61.4Kb的基因组区间内,进一步结合全基因组关联分析确定了候选基因。本项目拟在此基础上,通过基因沉默和功能互补等转基因材料证明目标基因功能,并分析其在器官、组织中的时空表达特征及蛋白的生化特性;利用关联群体进行遗传多样性分析,挖掘优良等位基因;利用转录组、蛋白质组分析,推测其作用途径;期望系统阐明控制有效气生根数QTL-qEBNR2的分子遗传调控途径。在田间和盆栽条件下,利用同位素示踪技术定量化该基因在提高氮效率中的实际贡献。

英文摘要

Genetic improvement of root traits is able to contribute greatly to high yield and resource use efficiency in crops. In maize the effective brace roots play a dominant role in nutrient and water uptake and anti-lodging during the later growth stage. However, the genetic control of maize brace root development remains unclear. We previously identified a QTL (QTL-qEBRN2) at chromosomal region bin 2.04. This QTL was found to control the number of effective brace roots and contribute to yield increase at low nitrogen input when it was crossed into different genetic background. QTL-qEBRN2 has been fine mapped to a interval with 61.4 Kb physical distance and the candidate gene is further targeted by genome-association analysis. In this project, we aim to clone the candidate gene and elucidate its biological function in controlling brace root growth via the tools of gene silencing, genetic complementation by maize transformation, in situ hybridization etc. The regulatory network of the candidate gene will be dissected using transcriptomic, and proteomic analysis. This work aims to discover the genetic regulatory pathway of QTL-qEBNR2 in controlling effective brace root development. Additionally, the contribution of qEBNR2-based effective brace root growth in efficient nitrogen uptake will be evaluated using 15N isotope tracing technique.

评估说明

    国家自然科学基金项目“控制玉米有效气生根数主效QTL-qEBRN2 基因的功能解析及其对氮效率的贡献”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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