項(xiàng)目名稱油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)良基因資源合理

1、項(xiàng)目名稱：油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)良基因資源合理組配與利用首席科學(xué)家：張?zhí)煺婺暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)起止年限：至依托部門：教育部二、預(yù)期目標(biāo)1、總體目標(biāo)以解決我國油料作物育種中的突出問題為目標(biāo)，建立分析農(nóng)作物優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成、估計(jì)各種基因效應(yīng)、預(yù)測未來優(yōu)異親本和定向設(shè)計(jì)育種方案的理論體系；闡明油菜等油料作物主要優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)和有利基因群，弄清其整體遺傳效應(yīng)和基因間以及基因與環(huán)境間互作模式，揭示油料作物優(yōu)異親本的遺傳本質(zhì)；實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)異親本遺傳剖析的虛擬和實(shí)際設(shè)計(jì)育種，從而建立作物分子育種的新理論和新方法。2、五年預(yù)期目標(biāo)(1)針對各生態(tài)區(qū)育種目標(biāo)和材料特點(diǎn)，完成對大豆、油菜、棉花、花生和芝

2、麻20-30個(gè)以上優(yōu)異親本的遺傳解析，明確其有利基因組成、效應(yīng)及其傳遞規(guī)律；克隆優(yōu)異親本重要功能基因8-10個(gè)，闡明部分重要基因表達(dá)和作用的分子機(jī)理。(2)解析10-15個(gè)優(yōu)異親本形成的系譜，明確其有利基因群的特點(diǎn)。(3)通過設(shè)計(jì)育種培育微效基因聚合或微效基因+重要目標(biāo)基因聚合的優(yōu)異親本10-15個(gè)(聚合同一性狀多個(gè)有利基因的超親優(yōu)異親本或聚合不同性狀多個(gè)有利基因的表型超常優(yōu)異親本)；用這些優(yōu)異親本培育出優(yōu)良品種6-8個(gè)，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，申請品種權(quán)保護(hù)10項(xiàng)。(4)遺傳剖析20-30個(gè)供體親本或特異種質(zhì)，發(fā)掘油料作物生產(chǎn)中急需的，具有重要育種利用價(jià)值的基因資源20個(gè)(包括主基因或

3、主效QTL)。(5)申請國家發(fā)明專利20項(xiàng)，為生物育種提供3-5項(xiàng)具有重大利用價(jià)值的自主創(chuàng)新核心技術(shù)；取得優(yōu)異親本形成和遺傳構(gòu)成解析、優(yōu)良基因資源組配等3-4項(xiàng)重大的理論和知識創(chuàng)新成果。（6）發(fā)展1套能夠?qū)Ω鞣N試驗(yàn)群體（包括遺傳群體、育種系譜群體、輪回選擇群體和遺傳交配設(shè)計(jì)群體）進(jìn)行綜合遺傳剖析的方法和計(jì)算機(jī)軟件；發(fā)展育種性狀等位變異檢測、雜種優(yōu)勢位點(diǎn)標(biāo)記、基于QTL的基因效應(yīng)檢測和聚合有利基因的遺傳交配設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)軟件。獲軟件著作權(quán)24項(xiàng)。（7）在本領(lǐng)域國際核心刊物上發(fā)表SCI論文80篇以上，累計(jì)影響因子250以上；爭取在Nature及其系列刊物或Science上發(fā)表論文。（8）建設(shè)在作

4、物遺傳育種領(lǐng)域有國際競爭力的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，數(shù)名國際上有較大影響的學(xué)科帶頭人；培養(yǎng)10名中青年學(xué)術(shù)骨干和60名博士研究生。三、研究方案1、學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑本項(xiàng)目的總體學(xué)術(shù)思路：油料作物育種的關(guān)鍵是改進(jìn)油脂產(chǎn)量和品質(zhì)以及保障產(chǎn)量和品質(zhì)遺傳潛力得以實(shí)現(xiàn)的抗病、抗耐性狀。優(yōu)異親本基因提供了無限希望，但迄今產(chǎn)量等涉及基因控制的性狀改良還必須依賴常規(guī)的雜交育種方法輔之以分子標(biāo)記輔助技術(shù)。掌握優(yōu)異親本，特別是擁有大量有利的受體親本是關(guān)鍵。優(yōu)異親本（包括優(yōu)異供體親本和受體親本）的合理利用是育種成敗的關(guān)鍵。本項(xiàng)目以解決我國油料作物育種中提高單產(chǎn)的突出問題為目標(biāo)，以油料作物優(yōu)異受體親本或骨干親本為重要研究對象，以研

5、究油脂產(chǎn)量（籽粒產(chǎn)量和油脂含量）和品質(zhì)（油脂脂肪酸組成和蛋白質(zhì)含量）等相關(guān)性狀的遺傳構(gòu)成為重點(diǎn)，開展優(yōu)異受體親本的遺傳剖析和育種利用的研究。首先，掌握一批（不是個(gè)別）相互有遺傳差異，適合不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)異親本，解析它們育種性狀的遺傳構(gòu)成（有利基因群），并從它們的系統(tǒng)發(fā)生（系譜）中揭示優(yōu)異親本有利基因群形成的規(guī)律和親本間有利基因群的多樣性?？寺　Ⅱ?yàn)證并應(yīng)用有利等位基因，進(jìn)一步在分子水平上揭示有利等位基因進(jìn)化的關(guān)鍵和規(guī)律。根據(jù)優(yōu)異親本育種性狀基因組成（主效或微效）的特性研究有利基因組配和交配重組方式和標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，包括聚合多個(gè)主效QTL的復(fù)交、互交技術(shù)，聚合微效QTL的輪回選擇技術(shù)，

6、轉(zhuǎn)移個(gè)別主基因的單交、回交技術(shù)等。改進(jìn)遺傳解析方法，提高準(zhǔn)確性和效果，根據(jù)優(yōu)異親本的遺傳構(gòu)成進(jìn)行等位基因配方的組配理論和技術(shù)的研究，為設(shè)計(jì)育種提供可能。針對油料作物生產(chǎn)不與糧爭地的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有的耐旱、耐鹽堿（灘涂種植）等特異種質(zhì)或優(yōu)異供體親本進(jìn)行遺傳剖析，揭示其遺傳規(guī)律，標(biāo)記、定位甚至克隆重要的目的基因。在上述研究的基礎(chǔ)上，建立起優(yōu)良基因資源高效組配的設(shè)計(jì)育種理念與技術(shù)體系，改良現(xiàn)有的優(yōu)異親本和創(chuàng)制未來優(yōu)異親本。本項(xiàng)目的技術(shù)途徑：選擇一批相互有系譜關(guān)系和遺傳差異，適合不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)異親本，利用分子數(shù)量遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和基因組學(xué)方法，在表型、基因組學(xué)、表觀遺傳學(xué)等不同層次對優(yōu)異親本系譜和不同試

7、驗(yàn)群體進(jìn)行縱、橫比較分析，同時(shí)開展相應(yīng)的分子數(shù)量遺傳學(xué)和生物信息學(xué)方法研究，以揭示優(yōu)異親本的遺傳構(gòu)成、形成基礎(chǔ)和遺傳規(guī)律，創(chuàng)造優(yōu)異親本，發(fā)展設(shè)計(jì)育種的理論和方法，構(gòu)建遺傳分析和生物信息分析軟件及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享平臺。最終將解決兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，建立作物育種新理論新方法。本項(xiàng)目的技術(shù)途徑示意如下:2、已完成創(chuàng)收集材料，雜交新占八、1)遴選一批優(yōu)異親本+衍生品種家系品種，雜種品種優(yōu)異受體和供體親本針對第個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問：廠；題；改良和發(fā)展分子數(shù)量遺傳學(xué)和生物信息學(xué)分析方法和軟件；建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享平臺從表現(xiàn)以QTL和針對第二個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題建立各種試驗(yàn)群體育種系譜群體，初級遺傳群體，次級遺傳群體分子檢測，表型

8、調(diào)查，共享數(shù)據(jù)庫查詢因水平上大規(guī)模、系統(tǒng)地剖析我國油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)，闡明優(yōu)異親本有利基因群的形成機(jī)制。本項(xiàng)目參加單位已研究積累油料作物大量的表型數(shù)據(jù)、QTL、油菜和大豆全基因組數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，綜合利用這些研究成果或信息資源與品種資源，大規(guī)模、系統(tǒng)地剖析我國油料作物優(yōu)異親本形成的遺傳基礎(chǔ)。通過研究將揭示油料作物優(yōu)異親本有利基因群的遺傳特征，明確各種類型優(yōu)異親本有利基因群的遺傳構(gòu)成、基因效應(yīng)、基因互作網(wǎng)絡(luò)、基因的時(shí)空表達(dá)等規(guī)律，探明在育種歷史過程中有利基因群的形成、積累與傳遞、演化的遺傳規(guī)律，從而豐富作物育種學(xué)的理論基礎(chǔ)。(2)基于分子標(biāo)記聚合不同類型基因/QTL的遺傳交配設(shè)計(jì)，創(chuàng)

9、立優(yōu)異基因資源合理組配與利用的新理論與新方法，創(chuàng)制在未來5-10年對我國油料作物育種有重大作用和影響的優(yōu)異親本。對不同優(yōu)異親本和不同群體，從表型、QTL、基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀遺傳學(xué)的不同層次，對主基因、主效QTL、微效基因或具不同基因效應(yīng)的有利基因群進(jìn)行遺傳剖析，將創(chuàng)立優(yōu)異基因資源高效組配與合理利用的新理論與新方法，并創(chuàng)制影響我國油料作物未來5-10年育種有重大作用的優(yōu)異親本。(3)創(chuàng)立優(yōu)異親本遺傳剖析的統(tǒng)計(jì)分析方法與計(jì)算機(jī)軟件。改進(jìn)能同時(shí)分析各種基因效應(yīng)、基因不同時(shí)空動態(tài)表達(dá)的統(tǒng)計(jì)分析方法，發(fā)展適用于遺傳交配設(shè)計(jì)群體、輪回選擇群體的QTL定位、配合力分析預(yù)測，復(fù)雜性狀關(guān)聯(lián)QTL的基因預(yù)測等分

10、析方法將進(jìn)一步推進(jìn)我國在分子數(shù)量遺傳學(xué)研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。3、與國內(nèi)外同類研究相比的主要特色(1)以油料作物優(yōu)異親本為對象，重點(diǎn)研究油脂和蛋白質(zhì)相關(guān)性狀的遺傳構(gòu)成，以期提高人類食物中的油脂與蛋白質(zhì)供給。主要油料作物是雙子葉植物，它的主要產(chǎn)品是油和蛋白質(zhì)。與禾谷類作物淀粉主要儲存在三倍體胚乳中不同，油脂與蛋白質(zhì)主要儲存在在二倍體的胚中；相應(yīng)地，油料作物產(chǎn)品對人類提供的營養(yǎng)需求與禾谷類不同；所研究的性狀、基因和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與禾谷類作物也不同。(2)將優(yōu)異親本遺傳剖析、未來優(yōu)異親本創(chuàng)制和新品種選育的理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。通過優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成剖析獲得的理論和方法，在優(yōu)異基因資源高效組配與利用的新理論和新

11、方法指導(dǎo)下，創(chuàng)制優(yōu)異親本，并進(jìn)一步培育出新品種。(3)覆蓋家系品種、雜種品種兩類品種的優(yōu)異親本，綜合利用多種類型的試驗(yàn)群體，以分子育種學(xué)、分子數(shù)量遺傳學(xué)、基因組學(xué)等多學(xué)科交叉剖析優(yōu)異親本復(fù)雜性狀表型變異的遺傳基礎(chǔ)和基因演化規(guī)律。4、取得重大突破的可行性分析本項(xiàng)目各課題組既有良好的攻克關(guān)鍵問題的技術(shù)儲備和良好設(shè)施平臺，也有扎實(shí)的優(yōu)異親本遺傳剖析、QTL和基因組序列信息、先進(jìn)的數(shù)量遺傳學(xué)方法等研究基礎(chǔ)以及一支優(yōu)秀的人才隊(duì)伍等必要的保障條件，有望在揭示優(yōu)異親本有利基因遺傳構(gòu)成及其形成和傳遞規(guī)律，建立作物育種的新理論和新方法(基因資源、育種新方法和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法)等領(lǐng)域取得重大突破。(1)深厚的前

12、期研究積累基礎(chǔ)在前期973及其它項(xiàng)目支持下，項(xiàng)目組構(gòu)建了大豆、油菜、棉花等5種油料作物高密度的遺傳連鎖圖，在分子標(biāo)記和基因組研究方面都有很強(qiáng)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，為重要育種目標(biāo)性狀基因/QTL的精細(xì)定位、優(yōu)異親本全基因掃描的關(guān)聯(lián)分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在過去數(shù)十年育種中發(fā)掘、鑒定、培育了一批優(yōu)異親本，育成了許多優(yōu)良的當(dāng)家品種。油菜課題組是世界油菜及其親本種甘藍(lán)和白菜全基因組測序的牽頭組織單位，目前已完成高質(zhì)量甘藍(lán)和白菜的全基因組精細(xì)圖譜繪制，甘藍(lán)型油菜也即將完成，為優(yōu)異親本重測序和轉(zhuǎn)錄組測序打下基礎(chǔ)。浙江大學(xué)和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在品種系譜群體新基因發(fā)掘、復(fù)雜性狀QTL定位、連鎖圖構(gòu)建和表達(dá)QTL分析與基因

13、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等方面取得了一系列原創(chuàng)性的學(xué)術(shù)成就，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了廣泛的影響。這些前期研究的積累為本項(xiàng)目取得重大突破打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(2)團(tuán)結(jié)、高效的人才隊(duì)伍和研究條件保障本研究隊(duì)伍是全國從事油料作物研究的優(yōu)勢單位，包括了作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新、作物遺傳改良、植物基因組學(xué)等3個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家大豆和油料作物遺傳改良中心，國家油料研究工程中心，國家南方和華東植物基因研究中心等5個(gè)國家級研究中心，10個(gè)省部級重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室從事本研究領(lǐng)域領(lǐng)銜的優(yōu)秀科學(xué)家(2位院士等)。這些國家或部級高水平的研究平臺可保障本項(xiàng)目的順利實(shí)施。(3)廣泛的國際合作的保證課題負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)骨干均有在國外學(xué)習(xí)、工作的經(jīng)歷，與國

14、際上本領(lǐng)域高水平的實(shí)驗(yàn)室具有廣泛的良好合作關(guān)系，如美國北卡州立大學(xué)曾昭邦教授、舊M公司W(wǎng)atson研究院周如鴻教授、TIGR袁巧平教授、佐治亞大學(xué)的Paterson教授、美國普渡大學(xué)Jackson教授，日本RGP實(shí)驗(yàn)室、植物基因組中心Minobe和王子軒教授，英國JohnInnersCentre的Bancroft教授、RothamstedResearch的King博士等。良好的國際合作保證本項(xiàng)目處于國際的研究前沿。四、年度計(jì)劃年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年1 .配制優(yōu)異供體親本抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等用于育種目標(biāo)性狀遺傳剖析的遺傳群體；2 .根據(jù)系譜，篩選出以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本；配制優(yōu)異親本

15、遺傳解析群體（5大作物25-30個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本交配設(shè)計(jì)）；多點(diǎn)田間種植和全基因分子標(biāo)記掃描5大作物各150-200個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種的品種群體，進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析；3 .選取大豆、油菜以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種50份進(jìn)行重要基因組區(qū)段的基因組重測序和轉(zhuǎn)錄組測序；啟動分離研究控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA!3。4 .改進(jìn)分離群體連鎖分析方法和品種系譜群體關(guān)聯(lián)分析等優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成解析方法；發(fā)展/、同群體復(fù)雜性狀QTL定位和效應(yīng)分析和基于QTL的基因功能預(yù)測等新方法，并開發(fā)相應(yīng)的篩選出優(yōu)異親本、優(yōu)異供體親本；獲得各種遺傳交配群體；

16、獲得關(guān)聯(lián)分析的一年田間和全基因分子標(biāo)記掃描數(shù)據(jù)；獲得大豆、油菜重要基因組區(qū)段的基因組重測序和轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)；提出1-2種改進(jìn)分離群體連鎖分析方法和品種系譜群體關(guān)聯(lián)分析等優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成解析方法；發(fā)表SCI論文2-3篇；培養(yǎng)研究生4-5名。計(jì)算機(jī)軟件。提出基于優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的等位基因高效組配的理論和技術(shù)模型。1 .分析、定位優(yōu)異供體親本抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等育種目標(biāo)性狀；2 .田間種植優(yōu)異親本（5大作物25-30個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本交配設(shè)計(jì)）遺傳解析家系分離群體；重復(fù)多點(diǎn)種植5大作物各150-200個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種的品種群體，進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析；3 .通過

17、大豆、油菜基因組重測序，發(fā)掘優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)異等位變異，并用于MAS育種；分離分析控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNASIS、遺傳效應(yīng)。遺傳剖析供體親本或特異種質(zhì)，精細(xì)定位抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等育種目標(biāo)性狀基因/QTL,并用于MAS育種；獲得關(guān)聯(lián)分析田間表型重復(fù)和全基因分子標(biāo)記掃描數(shù)據(jù)；明確其有利基因群的特點(diǎn)；基于大豆、油菜基因組重測序，發(fā)掘優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)異等位變異；分離出控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA基因；提出1-2種不同群體復(fù)雜性狀QTL定位和效應(yīng)分析、雜種品種優(yōu)異親本預(yù)測、評估模型和方法。發(fā)表SCI論文15篇；中請專利5項(xiàng)；培養(yǎng)研究生4-

18、54 .發(fā)展不同群體復(fù)雜性狀QTL定位和效應(yīng)分析、雜種品種優(yōu)異親本預(yù)測、評估和基于QTL的基因功能預(yù)測等新方法，并開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件。發(fā)展基于優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的等位基因高效組配的理論和技術(shù)模型。1,繼續(xù)分析、定位優(yōu)異供體親本抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等育種目標(biāo)性狀；配制優(yōu)異供體親本與優(yōu)異親本組合以轉(zhuǎn)育抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等育種目標(biāo)性狀基因ZQTL;2.遺傳解析優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成和遺傳效應(yīng)，檢測和定位與油脂產(chǎn)量、品質(zhì)、適應(yīng)性等重要性狀基因（QTL）,分析其效應(yīng)及組合方式；多點(diǎn)種植、關(guān)聯(lián)分析5大作物各150-200個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種的品種群體，解析優(yōu)異

19、親本基因組的結(jié)構(gòu)；3,繼續(xù)克隆大豆、油菜優(yōu)異親本重要基因；研究控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA勺遺傳效應(yīng)及其演化規(guī)律。遺傳剖析10-15個(gè)供體親本或特異種質(zhì)，發(fā)掘油料作物生產(chǎn)中急需的，具有重要育種利用價(jià)值的基因資源10個(gè)，并用于MAS育種；初步解析10-15個(gè)優(yōu)異親本形成的系譜，明確其有利基因群的特點(diǎn)，有利基因組成、效應(yīng)及其傳遞規(guī)律；克隆優(yōu)異親本重要功能基因2-3個(gè)，闡明表達(dá)和作用的分子機(jī)理?？寺】刂朴土献魑飪?yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA。提出品種系譜群體關(guān)聯(lián)分析等優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成解析改進(jìn)方法，并開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件；提出骨干親本的遺傳成因并在育種上利用及其骨干親本選育的理論及技

20、術(shù)體系。發(fā)表SCI論文20篇；中請專利5項(xiàng)；培養(yǎng)研究生4-5名c申請品種權(quán)保護(hù)10項(xiàng)。4.改進(jìn)品種系譜群體關(guān)聯(lián)分析等優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成解析方法，并開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件；發(fā)展雜種品種優(yōu)異親本預(yù)測、評估和基于QTL的基因功能預(yù)測等新模型。完善基于優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的等位基因高效組配的理論和技術(shù)模型。1.MASS育抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等油料作物新品種；克隆供體親本抗倒伏、抗病性等育種目標(biāo)性狀的優(yōu)異基因，為改良、提高優(yōu)異供體親本發(fā)掘基因資源。2.3.4.通過優(yōu)異親本遺傳解析（5大作物25-30個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本交配設(shè)計(jì)），品種群體的關(guān)聯(lián)分析，剖析優(yōu)異親本的基因組結(jié)構(gòu)、形成及其在育種過程中的傳遞

21、規(guī)律，闡明優(yōu)異親本遺傳基礎(chǔ)和形成機(jī)理。繼續(xù)克隆大豆、油菜優(yōu)異親本重要基因，并進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化驗(yàn)證；研究控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA勺演化規(guī)律。完善基于QTL的基因功能預(yù)測等新方法，并開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件。完善基于優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的等位基因高效組配的理論和技術(shù)模型。1.MAS培育抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等油料作物新品種；克隆、驗(yàn)證供體親本育種目標(biāo)性狀的優(yōu)異基因留效應(yīng)。弟五2.通過優(yōu)異親本遺傳基礎(chǔ)、形成機(jī)理和年傳遞規(guī)律的研究，預(yù)測新的未來優(yōu)異3.繼續(xù)克隆大豆、油菜優(yōu)異親本重要基因，并進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化驗(yàn)證；研究控制遺傳剖析10-15個(gè)供體親本或特異種質(zhì)，發(fā)掘油料作物生產(chǎn)中急需的，具有重

22、要育種利用價(jià)值的基因資源10個(gè)；完成對大豆、油菜、棉花、花生和芝麻20-30個(gè)以上優(yōu)異親本的遺傳解析，明確其有利基因組成、效應(yīng)及其傳遞規(guī)律；用這些優(yōu)異親本培育出優(yōu)良品種2個(gè)，克隆優(yōu)異親本重要功能基因2-3個(gè)，闡明表達(dá)和作用的分子機(jī)理。提出基于QTL的基因功能預(yù)測等新方法和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件。發(fā)表SCI論文20篇；申請專利5項(xiàng)；培養(yǎng)研究生4-5名。申請品種權(quán)保護(hù)4項(xiàng)?；谶x擇的優(yōu)異親本培育出優(yōu)良品種4-5個(gè)；克隆優(yōu)異親本重要功能基因2-3個(gè)，闡明表達(dá)和作用的分子機(jī)理；提出MAS組合設(shè)計(jì)和MAS后代選擇設(shè)計(jì)等理論體系，從基因的不同組配方式中尋求最佳組配技術(shù)，建立起親本。油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)

23、miRNA勺演化規(guī)律。4 .完善基于優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的等位基因高效組配的理論和技術(shù)體系。5 .結(jié)題和驗(yàn)收。優(yōu)良基因資源高效組配的設(shè)計(jì)育種技術(shù)體系。發(fā)表SCI論文24篇；申請專利5項(xiàng)；培養(yǎng)研究生4-5名。申請品種權(quán)保護(hù)6項(xiàng)。一、研究內(nèi)容1、主要研究內(nèi)容為了解決上述關(guān)鍵科學(xué)問題，本項(xiàng)目以大豆、油菜、棉花、花生和芝麻等油料作物為材料，應(yīng)用育種學(xué)、基因組學(xué)等多學(xué)科的理論和方法，開展優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量（籽粒產(chǎn)量和含油量）和品質(zhì)（油脂脂肪酸組成和蛋白質(zhì)含量）等復(fù)雜性狀基因的構(gòu)成、有利基因群形成和設(shè)計(jì)育種的基礎(chǔ)研究。大豆和油菜既是我國重要的油料作物，又恰逢大豆基因組測序剛完成，而且，本項(xiàng)目承擔(dān)單位已基本完成白

24、菜、甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜的基因組測序，因此可將大豆和油菜優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成的解析深入到基因水平。農(nóng)作物生產(chǎn)上利用的品種主要有兩類：家系品種（俗稱常規(guī)品種）和雜種品種（俗稱雜交品種）。家系品種和雜種品種的遺傳機(jī)制和育種方式都是非常不同的。在遺傳上，家系品種的基因型是基本純合的，因而決定其性狀表現(xiàn)的基因效應(yīng)主要是可固定的加性效應(yīng)及與之相關(guān)的（加X加）上位性效應(yīng)；而雜種品種（棉花、油菜）的基因型則是高度雜合的，因而決定其性狀表現(xiàn)的基因效應(yīng)主要是顯性效應(yīng)及與之相關(guān)的（顯X顯）上位性效應(yīng)。大豆、花生等一直采用的是家系品種，而棉花和油菜既有雜種品種，也有家系品種；因此，選擇這些材料進(jìn)行研究，在理論和應(yīng)用上都有重

25、要的意義。本項(xiàng)目的研究內(nèi)容主要包括：（1）優(yōu)異親本形成的遺傳構(gòu)成解析優(yōu)異受體親本的遺傳構(gòu)成解析以大豆、花生和芝麻為材料，開展家系品種優(yōu)異受體親本的遺傳構(gòu)成解析；以油菜和棉花為材料，開展雜種品種優(yōu)異受體親本的遺傳構(gòu)成解析。通過遺傳交配設(shè)計(jì)(優(yōu)異親本問及優(yōu)異親本與供體品種問)，選取5個(gè)作物25-30個(gè)以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種的品種群體關(guān)聯(lián)分析，檢測和定位與油脂產(chǎn)量、品質(zhì)、適應(yīng)性等重要性狀基因(QTL),分析其效應(yīng)及組合方式，剖析優(yōu)異親本的基因組結(jié)構(gòu)、形成及其在育種過程中的傳遞規(guī)律，闡明優(yōu)異親本遺傳基礎(chǔ)和形成機(jī)理。優(yōu)異供體親本重要育種目標(biāo)性狀遺傳的構(gòu)成解析針對油料作物生產(chǎn)中的

26、瓶頸問題，開展優(yōu)異供體親本抗倒伏、抗病性、耐漬性和早熟性等育種目標(biāo)性狀進(jìn)行遺傳剖析。定位其主基因或主效QTL,開發(fā)與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記；克隆供體親本的優(yōu)異基因，為改良、提高優(yōu)異供體親本發(fā)掘基因資源。(2)優(yōu)異親本重要基因的克隆、等位變異及其演化在大豆、油菜全基因組測序和優(yōu)異親本遺傳構(gòu)成解析基礎(chǔ)上，各選取以往和現(xiàn)時(shí)優(yōu)異親本及其系譜衍生品種和現(xiàn)在推廣品種50份進(jìn)行重要基因組區(qū)段的基因組重測序和轉(zhuǎn)錄組測序，分析油脂產(chǎn)量和品質(zhì)有利基因群、克隆優(yōu)異親本的重要功能基因；研究優(yōu)異親本等位變異及其演化。研究控制油料作物優(yōu)異親本油脂產(chǎn)量和品質(zhì)miRNA基因、遺傳效應(yīng)及其演化。(3)優(yōu)良基因資源高效組配技術(shù)與未來優(yōu)異親本的創(chuàng)制在優(yōu)異親本遺傳和分子剖析基礎(chǔ)上，發(fā)展基于優(yōu)異親本的遺傳構(gòu)成進(jìn)行等位基因高效組配的理論和技術(shù)。通過組合和后代MAS設(shè)計(jì)，研制不同性狀、不同遺傳構(gòu)成基因/QTL的多種不同組配方式，從中尋求最佳組配技術(shù)，以便