大豆抗鎘和籽粒低積累的分子機理解析

《大豆抗鎘和籽粒低積累的分子機理解析》是依託華南農業大學，由楊存義擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大豆抗鎘和籽粒低積累的分子機理解析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊存義
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

土壤鎘污染程度和面積日趨嚴重，從人類健康和農業可持續發展的角度，減少農作物籽粒中鎘含量已是農業生產的重要任務，選育低吸收、籽粒低積累的作物品種為我們開闢一條降低鎘危害的最經濟可持續的線路，而通過解析作物籽粒低積累的遺傳基礎、理解分子機制才可達到改良籽粒低積累性狀的目的。本項目以華夏3號（中抗、低積累）和中黃24（敏感、高積累）及其衍生的F6:7重組自交系群體為材料，首先利用新一代全基因組測序技術分析兩親本間差異位點，開發新標記；然後利用高通量基因表達技術分析兩親本間差異表達的基因（包括編碼蛋白和非編碼的小分子），開發新標記；再利用重組自交系群體對所開發的標記與鎘抗性、籽粒積累數據進行連鎖分析，尋找與大豆抗性、低積累的QTL；並對定位信息在育種材料中驗證。整合表達譜和連鎖分析的信息，理解大豆鎘抗性和低積累的分子機制，為開展分子設計育種做準備。

結題摘要

面對土地資源短缺背景下的土地重金屬污染的挑戰和廣大民眾對食品安全的關注，農業科學家可以通過育種手段選育抗污染低積累的優良品種，從而在輕度、中度污染的土地上生產出符合要求的安全食品。了解大豆鎘抗性和籽粒鎘積累的遺傳與分子機制是大豆鎘抗性和籽粒鎘積累分子育種的前提。 本項目在調查了南方大豆生產田重金屬污染狀況的基礎上，首先從200多分大豆育種資源中篩選出鎘抗性、籽粒積累不同的5個品種，通過比較發現5個品種間在根系、莖葉和籽粒生理性狀存在著顯著差異。然後利用新一代全基因組測序技術對兩個差異明顯的品種華夏3號（中抗、低積累）和中黃24（敏感、高積累）間全基因組進行了測序，發現了529870多個SNP 新標記，同時利用高通量基因表達技術發現在兩品種間根系中存在5518差異基因和17個差異miRNA，而在籽粒中存在差異基因2242和差異蛋白21。利用這些信息開發新標記，在以華夏3號（中抗、低積累）和中黃24（敏感、高積累）衍生的F6:7 重組自交系群體為材料對所開發的標記與鎘抗性、籽粒積累數據進行了連鎖分析，分別找到8個和4個與大豆抗性、低積累的QTL。這些結果有助於理解大豆鎘抗性和籽粒積累的分子機制。