《複雜性狀遺傳結構解析及候選基因分析新方法研究》是依託浙江大學，由徐海明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜性狀遺傳結構解析及候選基因分析新方法研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：徐海明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高效解析作物複雜性狀（也稱數量性狀）具有重要套用價值的候選功能基因位點，分析多基因網路，探明基因間、基因與環境間的互作，對制定科學的性狀選擇策略，改良育種目標性狀具有重要意義。目前作物數量性狀QTL 定位方法只針對兩個純合親本衍生的交配群體、單個性狀的獨立分析，功效低，解析率不高。課題在混合線性模型複合區間作圖(MCIM)框架下，發展多群體/多性狀的聯合分析QTL 定位模型和分析方法，結合親本及少量個體的高通量測序及作物基因組參考序列、基因注釋、分子標記、表型、QTL、突變體等資料庫，發展生物信息學分析方法，高效剖析QTL區段、構建候選基因全模型，篩選顯著的候選功能基因，估算候選基因間及其與環境間的互作效應；研製配套的基因定位軟體和候選基因生物信息學分析軟體。課題研究成果對作物數量性狀遺傳結構剖析、功能基因高效篩選及育種套用具有重要的意義和實踐套用價值。
結題摘要
作物產量品質等性狀都為數量性狀，其遺傳改良一直是作物遺傳育種的重點和難點。數量性狀的遺傳變異受多基因網路和環境協同作用，高效剖析數量性狀遺傳結構，鑑別重要育種套用價值的功能基因、明確基因效應及基因與環境間互作機制，對數量性狀遺傳規律認識從而有效改良具有重要意義。當前，已有一些針對作物設計群體的QTL定位方法，但分析功效不高，無法分析多類型複合群體，無法剖析多個遺傳相關性狀的分子機制。此外，定位到的QTL仍是較長染色體區段，內含大量目標性狀無關的基因，育種上很難套用。隨著高通量技術的快速發展，許多作物已經累積了大量基因組結構與注釋信息，已為數量性狀QTL的高效精細剖析及基因挖掘和利用創造了條件。針對這些問題，課題開展了如下研究：針對常用定位群體(DH，RIL和IF2)，在MCIM框架下發展了多性狀QTL定位分析方法；針對自然群體，發展了多性狀廣義多因子維數縮減法（MGMDR），可用於全基因組快速檢測基因間、基因與環境間互作；發展了作物種子性狀QTL定位新方法，能剖析QTL母體、胚/胚乳加性、顯性、上位性效應及其與環境互作效應；以油菜為實例，利用RNA-Seq技術及油菜參考基因組結構信息、QTL信息、擬南芥生物信息，進行油份含量功能基因的快速定位和預測，鑑別出多個油份相關候選基因；以玉米與大鼠為實例，發展了EST數據結合RNA-Seq測序進行基因預測與基因組注釋新方法；利用發展的新方法，對超級稻Xiuyou9308 RIL群體產量、株高、抽穗期等性狀進行了遺傳結構剖析，鑑別出多個具有潛在育種套用價值的遺傳位點。對各方法研製了配套套用軟體。課題研究共發表了8篇SCI收錄論文，總影響因子36.413，獲得一項國家發明專利授權。連續舉辦了全國數量遺傳分析與QTX定位研討班，宣傳和推廣發展的方法和軟體，起到了良好社會效果。課題研究成果推動了數量性狀遺傳規律剖析、功能基因挖掘和育種利用，促進了數量遺傳與作物遺傳育種學科的發展。
