《蘿蔔鎘吸收累積性狀關鍵基因鑑定與功能分析》是柳李旺為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：蘿蔔鎘吸收累積性狀關鍵基因鑑定與功能分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：柳李旺
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在對蘿蔔Cd吸收累積性狀進行遺傳分析與QTLs標記定位基礎上，本項目利用染色體片段代換系構建次級作圖群體對該性狀主效QTLs進行精細定位，並利用緊密連鎖標記篩選BAC文庫，構建覆蓋主效QTLs目標區域的克隆重疊群；以Cd吸收累積差異顯著的蘿蔔高代自交係為材料，利用2-DE與iTRAQ技術研究Cd脅迫處理前後肉質根蛋白差異，採用生物質譜進行特異表達蛋白鑑定，對重要蛋白根據胺基酸信息分離cDNA片段，採用RACE或篩選cDNA文庫分離克隆Cd脅迫處理下重要回響基因；利用高通量測序技術分離鑑定蘿蔔Cd脅迫回響miRNAs，套用RLM-5'RACE或降解組測序驗證相關miRNAs靶基因；構建正義/反義表達載體，通過遺傳轉化進行Cd脅迫回響關鍵基因與miRNAs功能驗證分析，以闡明Cd吸收累積性狀的分子特徵，為蘿蔔低Cd含量遺傳改良與種質創新以及植物重金屬有效遺傳控制提供理論依據。
結題摘要
鎘(Cd)是生物毒性極強的重金屬之一。選育與推廣優良低吸收累積品種是解決蔬菜生產上重金屬污染問題的最經濟有效途徑之一。蘿蔔為原產我國的以膨大肉質直根為產品器官的重要根菜類蔬菜。蘿蔔Cd脅迫下重要差異表達的功能基因與起調控作用的miRNAs分離鑑定工作未見報導， Cd吸收累積與脅迫回響調控機制尚未闡明，極大限制了從分子遺傳學角度進行蔬菜作物Cd吸收累積特性的遺傳控制。 本項目在蘿蔔Cd吸收累積性狀QTLs標記分析定位基礎上，結合基因組序列信息，運用Cd吸收累積性狀緊密連鎖標記進行遺傳基因組學分析，獲得覆蓋主效QTLs目標區域的候選多個功能基因；利用高通量測序技術分離鑑定出蘿蔔Cd脅迫回響miRNAs，套用降解組測序驗證相關miRNAs靶基因；利用RNA-Seq進行了蘿蔔肉質根Cd脅迫回響基因表達譜分析，分離到Cd脅迫回響差異表達基因；利用2-DE與iTRAQ技術研究了Cd脅迫處理前後肉質根蛋白差異，採用生物質譜進行特異表達蛋白鑑定，對重要蛋白根據胺基酸信息分離出cDNA片段，分離克隆了Cd脅迫處理下重要回響基因。構建了功能基因正義/反義表達載體，在模式植物菸草中通過遺傳轉化初步進行了Cd吸收累積與脅迫回響關鍵基因功能分析。基於遺傳與生物組學分析，構建了蘿蔔肉質根Cd吸收累積與脅迫回響的遺傳調控網路，初步闡明了Cd吸收累積與脅迫回響的分子特徵，研究結果為蘿蔔肉質根低Cd含量遺傳改良與種質創新以及植物重金屬有效遺傳控制提供了理論依據與技術支撐。 項目實施期間，公開發表論文10篇，其中SCI論文9篇；獲教育部科技進步二等獎1項，創製Cd低吸收蘿蔔新種質1個；項目組成員入選科技部中青年科技創新領軍人才（2017），入選國家“萬人計畫”科技創新領軍人才（2017.12公示），江蘇省優秀博士學位論文指導教師（2014）；通過項目實施，共培養博士研究生3人，碩士研究生3人。
