973项目.ppt
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973973项目实施方案报告项目实施方案报告项目实施方案报告项目实施方案报告项目名称：
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油菜籽油脂形成的分子生物学机制油菜籽油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控及其代谢调控报告人：
报告人：
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孟金陵孟金陵孟金陵孟金陵一一.项目实施的意义项目实施的意义油菜是我国最重要的油料作物，年产油油菜是我国最重要的油料作物，年产油400400万吨，占万吨，占植物油生产的植物油生产的1/31/3。
进口植物油进口植物油1100万吨万吨,4亿吨，进口石油亿吨，进口石油1.2亿吨亿吨.改良了的低芥酸菜油，含改良了的低芥酸菜油，含7070油酸油酸是目前世界上是目前世界上最好最好的的食用植物油之一。
食用植物油之一。
将油酸含量提高到将油酸含量提高到8080以上，以上，世界上世界上最好的最好的食用植物油。
食用植物油。
含油量需要提高，油的品质需要进一步改良。
含油量需要提高，油的品质需要进一步改良。
环保型生物能源环保型生物能源:
德国德国100100万吨菜油万吨菜油/年年油菜油菜大豆大豆大豆大豆花生花生花生花生油脂形油脂形成的基成的基因调控因调控网络网络油料作物油料作物油脂形成油脂形成的分子生的分子生物学机制物学机制及其代谢及其代谢调控调控油棕油棕油棕油棕模式植物模式植物拟南芥拟南芥食食用用油油生物生物柴柴油油优质优质一一.项目实施的意义项目实施的意义总体目标总体目标探明探明油菜种子发育过程中碳源分配的分子调控途径油菜种子发育过程中碳源分配的分子调控途径认知认知油菜籽种子油脂合成的调控机理和油脂积累潜势油菜籽种子油脂合成的调控机理和油脂积累潜势指导指导我国油菜品种的高含油量遗传改良我国油菜品种的高含油量遗传改良建立建立测序植物基因组信息向油料作物转移的创新体系测序植物基因组信息向油料作物转移的创新体系建设建设一支高水平、高素质的油菜基础科学研究队伍一支高水平、高素质的油菜基础科学研究队伍推动推动我国油菜基础生物学研究跃居世界前列我国油菜基础生物学研究跃居世界前列保障保障我国优质食用油供应和缓解能源危机我国优质食用油供应和缓解能源危机二二.项目目标项目目标二二.项目目标项目目标前两年任务（前两年任务（2006.9-2008.8）1.获得获得8-10个油脂形成关键结构基因和转录因子；个油脂形成关键结构基因和转录因子；3-5个有关脂肪酸合个有关脂肪酸合成关键酶基因成关键酶基因;12个调节脂肪酸代谢的候选油菜个调节脂肪酸代谢的候选油菜microRNA，10个个以上种皮发育、种籽大小相关基因；分离脂肪酸合成相关蛋白复合体。
以上种皮发育、种籽大小相关基因；分离脂肪酸合成相关蛋白复合体。
2.建立含建立含600个以上标记和个以上标记和400个以上标记的遗传连锁图谱各一张；确定个以上标记的遗传连锁图谱各一张；确定控制千粒重、含油量和蛋白质含量的控制千粒重、含油量和蛋白质含量的QTL，初步确定目标含油量，初步确定目标含油量QTL中中的候选基因的候选基因13个；个；构建构建“高含油量高含油量低含油量低含油量”组合杂种组合杂种F1的的DH群群体体;获得高油酸突变体与普通油酸含量品种间的获得高油酸突变体与普通油酸含量品种间的F2群体。
群体。
3.建立油菜的建立油菜的TILLING研究平台；建立研究平台；建立2个个cDNA文库；构建文库；构建1个个EMS突变群体；完成白菜突变群体；完成白菜BAC文库的引进。
文库的引进。
4.获得在甘蓝型油菜与白菜中均表型多态性的获得在甘蓝型油菜与白菜中均表型多态性的SSR标记标记50个；在白菜中个；在白菜中定位定位50个来自油菜的个来自油菜的SSR或或STS标记；开始研究标记；开始研究1500份油菜种质资源份油菜种质资源的含油量表型变异。
的含油量表型变异。
第一年第一年1.克隆克隆30个调控脂肪酸代谢和种子发育的功能基因个调控脂肪酸代谢和种子发育的功能基因2.构建油菜种籽脂肪酸代谢的基因连锁图谱和调控网络构建油菜种籽脂肪酸代谢的基因连锁图谱和调控网络3.研制大幅度提高菜籽油含量的基因操作技术研制大幅度提高菜籽油含量的基因操作技术4.发展包括发展包括200个油脂主控基因的特异性分子标记个油脂主控基因的特异性分子标记5.建立油菜研究数据库和基因资源库建立油菜研究数据库和基因资源库6.提出在油菜主产区油菜籽含油量达提出在油菜主产区油菜籽含油量达55的基因设计图的基因设计图7.申报专利申报专利20项；在国际主流刊物上发表论文项；在国际主流刊物上发表论文4050篇篇二二.项目目标项目目标五年预期目标五年预期目标1.获得获得8-10个油脂形成关键结构基因和个油脂形成关键结构基因和cDNA序列，序列，15-20个关键个关键结构基因的表达谱，结构基因的表达谱，3-4个相关转录因子序列，个相关转录因子序列，12个调节脂肪酸个调节脂肪酸合成和油脂合成的合成和油脂合成的microRNA。
2.绘制一张包含绘制一张包含500个以上标记的甘蓝型油菜与白菜个以上标记的甘蓝型油菜与白菜A基因组的线性基因组的线性对应关系比较图；图谱定位控制高油酸和结实性状的对应关系比较图；图谱定位控制高油酸和结实性状的QTL；完成；完成TN/SG群体的图谱整合和含油量群体的图谱整合和含油量QTL分析，获得基因型纯合的分析，获得基因型纯合的QTL近等基因系。
近等基因系。
3.明确不同生态区不同含油量品种种子组织差异，油体发生的细胞及明确不同生态区不同含油量品种种子组织差异，油体发生的细胞及分子生物学及其与含油量的关系分子生物学及其与含油量的关系;明确脂肪酸合成关键基因与不同环明确脂肪酸合成关键基因与不同环境的互作关系境的互作关系;建立成熟的油菜遗传转化体系。
建立成熟的油菜遗传转化体系。
二二.项目目标项目目标前两年任务（前两年任务（2006.9-2008.8）第二年第二年4.分别完成分别完成57个和个和2-3个重要油脂合成基因在十字花科植物和不同油个重要油脂合成基因在十字花科植物和不同油料植物间的差异分析及分子进化途径分析；建立油菜蛋白质组学实验料植物间的差异分析及分子进化途径分析；建立油菜蛋白质组学实验体系。
体系。
5.获得含获得含20000个株系的甘蓝型油菜个株系的甘蓝型油菜EMS诱变群体；制备含诱变群体；制备含6000个油菜种子特异表达的个油菜种子特异表达的cDNA芯片；明确芯片；明确1500份各类型高、低含油份各类型高、低含油量的基因资源在不同生态条件下油脂合成和积累规律；确定具有不同量的基因资源在不同生态条件下油脂合成和积累规律；确定具有不同油脂合成和积累特性的基因资源及不同资源对环境的反应规范；获得油脂合成和积累特性的基因资源及不同资源对环境的反应规范；获得3050个与脂肪酸合成相关的分子标记。
个与脂肪酸合成相关的分子标记。
6.提出具影响力的提出具影响力的SCI论文论文4篇和专利篇和专利2项。
项。
二二.项目目标项目目标前两年任务（前两年任务（2006.9-2008.8）第二年第二年三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解课题一、油脂形成的主控基因及调控机制课题一、油脂形成的主控基因及调控机制课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析课题三、脂肪酸组分改变的分子机理课题三、脂肪酸组分改变的分子机理课题四、种子发育相关性状影响含油量的遗传学机制课题四、种子发育相关性状影响含油量的遗传学机制课题五、菜籽油积累潜势的基因调控及生物学效应课题五、菜籽油积累潜势的基因调控及生物学效应课题六、植物油脂代谢途径比较基因组学及蛋白质组学研究课题六、植物油脂代谢途径比较基因组学及蛋白质组学研究课题七、高含油量育种的分子基础平台课题七、高含油量育种的分子基础平台克克隆隆油油菜菜中中油油脂脂形形成成的的关关键键功功能能基基因因、调调控控基因基因和和相关相关的的miRNA，研究基因的功能，研究基因的功能乙酰乙酰辅酶辅酶A16-18碳碳饱和脂肪酸饱和脂肪酸18-22碳碳不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸三酰甘油三酰甘油（油脂油脂）控制油脂形成的关键基因控制油脂形成的关键基因miRNA转录因子转录因子调控基因调控基因课题一、油脂形成的主控基因及调控机制课题一、油脂形成的主控基因及调控机制承担单位：
中国科学院遗传发育研究所；负责人：
左建儒承担单位：
中国科学院遗传发育研究所；负责人：
左建儒三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解前两年任务：
前两年任务：
课题一、油脂形成的主控基因及调控机制课题一、油脂形成的主控基因及调控机制承担单位：
中国科学院遗传发育研究所；负责人：
左建儒承担单位：
中国科学院遗传发育研究所；负责人：
左建儒1.获得获得15-20个与油脂形成相关的关键结构基因基因组序列个与油脂形成相关的关键结构基因基因组序列和和cDNA序列，以及这些基因序列与拟南芥中相应的序列的序列，以及这些基因序列与拟南芥中相应的序列的比较结果。
比较结果。
2.获得获得15-20个与油脂形成相关的关键结构基因的表达谱，并个与油脂形成相关的关键结构基因的表达谱，并与拟南芥中相应的基因的表达进行比较。
与拟南芥中相应的基因的表达进行比较。
3.获得获得5-7个可能调节脂肪酸代谢相关的油菜转录因子基因。
个可能调节脂肪酸代谢相关的油菜转录因子基因。
获得与调节脂肪酸代谢的候选油菜获得与调节脂肪酸代谢的候选油菜microRNA24个。
个。
三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析承担单位：
华中农业大学；承担单位：
华中农业大学；负责人：
孟金陵负责人：
孟金陵整整合合油油菜菜现现有有的的两两套套遗遗传传图图谱谱，研研究究含含油油量量QTLQTL与与环环境境因因素素的的互互作作关关系系，分分离离和和克克隆隆中中国国油油菜菜主主产产区含油量区含油量QTLQTL，分析，分析含油量含油量基因的优良变异基因的优良变异华中农大油菜含油量华中农大油菜含油量QTL分布图分布图浙江油菜含油量浙江油菜含油量QTL分布图分布图三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析课题二、高含油量等位基因的克隆及功能分析承担单位：
华中农业大学；承担单位：
华中农业大学；负责人：
孟金陵负责人：
孟金陵三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解前两年任务：
前两年任务：
1.完成完成TN/SG群体的图谱整合和含油量群体的图谱整合和含油量QTL分析分析2.获得基因型纯合的获得基因型纯合的QTL近等基因系，建立在目标区段分近等基因系，建立在目标区段分离的离的BC4F2群体，确定相应的候选基因群体，确定相应的候选基因3.克隆一个影响含油量的克隆一个影响含油量的QTL4.构建构建“高含油量高含油量低含油量低含油量”的的DH群体群体5提交提交1篇有影响力的篇有影响力的SCI论文论文课题三、油脂品质调控的分子机理课题三、油脂品质调控的分子机理承担单位：
湖南农业大学；承担单位：
湖南农业大学；负责人：
官春云负责人：
官春云采采用用TILLING等等反反向向遗遗传传学学技技术术鉴鉴定定调调控控油油脂脂品品质质的的基基因因并并研研究其功能究其功能油酸含量油酸含量9090的育种材料的育种材料高油酸的高油酸的基因突变体基因突变体采采用用QTL定定位位与与图图位位克克隆隆等等技技术术，鉴鉴定定调调控控油油脂脂品品质质的的基基因因并并研究其功能研究其功能三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解课题三、油脂品质调控的分子机理课题三、油脂品质调控的分子机理承担单位：
湖南农业大学；承担单位：
湖南农业大学；负责人：
官春云负责人：
官春云三三.总体研究方案及任务分解总体研究方案及任务分解前两年任务：
前两年任务：
1.建立建立2个个cDNA文库，获得含文库，获得含20000个株系的甘蓝型个株系的甘蓝型油菜油菜EMS诱变群体，优化诱变群体，优化TILLING分析技术；分析技术；2.定位高油酸基因，找到两侧距离基因定位高油酸基因，找到两侧距离基因1cM的分子标记；的分子标记；3.系统研究种子发育
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