《大豆重要光合作用基因RCA eQTL的圖位克隆與育種價值研究》是喻德躍為項目負責人，南京農業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大豆重要光合作用基因RCA eQTL的圖位克隆與育種價值研究
- 項目類別 ：面上項目
- 依託單位 ：南京農業大學
- 項目負責人：喻德躍
科研成果,結題摘要,
科研成果
序號 | 標題 | 類型 | 作者 |
|---|---|---|---|
1 | Genome-wide association analysis detecting significant single nucleotide polymorphisms for chlorophyll and chlorophyll fluorescence parameters in soybean (Glycine max) landraces | 期刊論文 | Hao, Derong|Chao, Maoni|Yin, Zhitong|Yu, Deyue| |
2 | Proteomic analysis of soybean defense response induced by cotton worm (prodenia litura, fabricius) feeding | 期刊論文 | Fan, Rui|Wang, Hui|Wang, Yongli|Yu, Deyue| |
3 | Genetic diversity analysis using simple sequence repeat markers in soybean | 期刊論文 | Zhang, Guozheng|Zhang, Dan|Hao, Derong|Yu, Deyue| |
4 | Identification and differential expression of two isogenes encoding 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase in Glycine max | 期刊論文 | Zhang, Man|Li, Kai|Liu, Jianyu|Yu, Deyue| |
5 | Determination of the genetic architecture of seed size and shape via linkage and association analysis in soybean (Glycine max L. Merr.) | 期刊論文 | Shi, Guixia|Hong, Delin|Zhang, Guozheng|Yu, Deyue| |
6 | Variation in Rubisco activase (RCA) gene promoters and expression in soybean [Glycine max (L.) Merr.] | 期刊論文 | Song, Haina|Ning, Ailing|Xu, Xiaoming|Yu, Deyue| |
7 | Fine mapping of a major flowering time QTL on soybean chromosome 6 combining linkage and association analysis | 期刊論文 | Wang, Hui|Kan, Guizheng|Liu, Chunying|Yu, Deyue| |
8 | Association mapping of yield-related traits and SSR markers in wild soybean (Glycine sofa Sieb. and Zucc.) | 期刊論文 | Zhang, Guozheng|Kan, Guizhen|Hong, Delin|Yu, Deyue| |
結題摘要
大豆是世界上最廣泛種植的豆科植物，但產量偏低。1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）作為光合作用碳素同化過程中固定CO2 的關鍵酶，其有效活化依賴於Rubisco活化酶（RCA）的參與。本項目研究了大豆RCA基因的表達規律、eQTL定位及其與大豆產量的關係，從而有望提高其光合效率及產量。 生物量與後期的籽粒產量緊密關聯，是決定作物經濟產量的主要因素之一。利用191份栽培大豆組成的自然群體中和1142 SNP，通過全基因組關聯分析與生物量及產量組分顯著關聯的SNP。結果表明:（1）生物量、百粒重和單株籽粒產量在自然群體中存在廣泛的表型及遺傳變異，並存在極顯著的正相關，其中生物量與單株籽粒產量之間的相關略高於與百粒重；（2）兩年環境下共檢測到41、56和29個SNP分別與生物量、百粒重和單株籽粒產量顯著關聯；（3）15個SNP同時控制2個或2個以上性狀，其中位於第19染色體上的BARC-029051-06057位點被檢測到同時與生物量、百粒重和單株籽粒產量3個性狀顯著關聯，表明有共同的遺傳基礎；（4）鑑定到的多個SNP與先前對葉綠素螢光參數及多個環境下產量相關性狀的定位結果共位。 了解RCA基因表達調控的遺傳基礎，可提供一種新的途徑以提高植物生產力。本研究分析了RCA的表達規律，發現兩個RCA亞基具有不同的表達模式。相比GmRCAα，GmRCAβ在mRNA水平和蛋白水平具有較高的表達。此外，GmRCAα和GmRCAβ的表達與葉綠素螢光參數和種子產量均呈顯著正相關，表明改變RCA的表達在育種上對於提高大豆生產力具有潛在的適用性。本研究還結合表達數量性狀位點定位（eQTL）與等位基因挖掘在一個包含219份大豆栽培種的自然群體中來鑑定控制表達水平的SNP。eQTL定位結果表明GmRCAβ的表達可能受順式和反式eQTL的共同控制。由於啟動子可通過改變順式作用調控元件或轉錄因子結合位點同時影響順式和反式eQTL，進一步研究GmRCAβ啟動子區域。GmRCAβ啟動子區的多態性位點與表達水平多樣性相關。瞬時表達分析表明：具有GroupA型啟動子的GUS表達要顯著高於GroupB型，表明啟動子序列類型可以影響基因表達。 以上結果對於進一步探討大豆RCA作用的分子遺傳機制及大豆產量改良的分子基礎有重要參考價值。
