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油菜高效碳同化的生理代谢特征及调控机理研究

油菜高效碳同化的生理代谢特征及调控机理研究
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  • 批准号:31771735
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:油料作物栽培学(C130304) |
  • 项目负责人:李俊
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国农业科学院油料作物研究所
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: 油菜;高效;同化;生理;代谢
  • 英文关键词:Oil crops;photosynthesis;yield potential;chemical regulation;physiological mechanism

项目摘要

中文摘要

依靠传统的育种栽培措施促进油菜产量的提升已经发展到一个瓶颈阶段。寻找新的途径来打破当前产量瓶颈至关重要。将C4途径导入C3作物是目前最为理想的途径之一。基因工程方法工程量大且耗时长。因此本项目拟从栽培生理角度着手,通过比较芸薹属C3-C4中间型植物B.gravinae与C3作物油菜杂交种后代中不同碳同化效率植株生理代谢的差异,研究碳同化途径转移后的生理变化规律,明确油菜高效碳同化途径运行的内部生理代谢特征。并结合RNA-seq技术获得与碳同化途径相关的差异表达基因,通过基因比对和相应功能分析,初步明确高效碳同化的调控机理。然后根据不同碳同化效率的株系对外源激素和环境调控的生理响应特征,探讨高效碳同化油菜的调控模式。本项目首次在农作物上利用不同碳同化途径植物杂交的方法开展C3作物的高效碳同化生理特征及调控机理研究,为今后高光效栽培调控开辟新的途径,为C3作物的C4化研究提供新的思路和方法。

英文摘要

Yield increases have ceased over the past decade, indicating the existence of a yield barrier. Improvement of the photosynthetic performance represents a promising strategy to overcome this yield barrier, especially converting the photosynthetic pathway of C3 plants into C4. However there might be a big and long workload if using genetic engineering technique. Fortunately it has confirmed that C4 pathway also exists in C3 plants. Therefore, from the aspect of cultivation and physiological regulation, this project is going to illustrate the cellular physiological and metabolic characteristics of high-efficiency pathway plants through evaluating the Biochemical, Structural, and molecular properties of different efficiency-pathway plants. Furthermore, the responses of different efficiency-pathway plants to exogenous growth regulators and environmental stress are also going to investigated to explore the regulation mechanism of high-efficiency pathway combined with the RNA-Seq analysis. This is the first time to study the physiological and metabolic characteristics and regulation mechanism using hybridization between C3 crop and C3-C4 plants. It is expected to create a crucial model for improving the photosynthetic efficiency of C3 crops, and also providing theoretical support for technology innovation to break through the bottleneck of crop yield.

评估说明

    国家自然科学基金项目“油菜高效碳同化的生理代谢特征及调控机理研究”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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