国家重点基础研究发展计划

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1、国家重点基础研究发展计划973计划课题任务书项目名称：油菜籽油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控课题名称：脂肪酸组分改变的分子机理课题编号：2006CB101603中华人民共和国科学技术部制2006年09月01日13一、研究内容1．以EMS化学诱变群体为基础，利用TILLING技术重点研究与脂肪酸代谢相关的基因，并建立相关数据库。2．建立油菜种子不同发育阶段的cDNA文库，制备动态cDNA芯片；研究油菜种子不同发育阶段的基因表达谱，并分离克隆出与种子发育有关，特别是与脂肪酸合成和调控有关的特异表达基因。3．以现有的高油酸材料为基础，进行遗传研究，并结合现有分子标记图谱提供的信息，利用图

2、位克隆的方法克隆与高油酸有关的等位基因；同时辅以抑制消减杂交技术分析原始材料与突变材料种子内基因的差异表达谱；根据所获得的实验数据和信息，利用生物信息学、功能互补、RNAi等技术，对候选基因进行功能验证。4．利用脂肪酸组成不同的材料，在不同的生态条件下种植，通过分析种子不同发育时期有关基因表达水平、脂肪酸含量与油分含量数据，研究种子中基因表达与脂肪酸含量、油脂合成积累以及环境互作之间的关系。13二、预期目标1、建立甘蓝型油菜籽脂肪酸组成成分变化的基因调控网络；2、克隆3-5个与脂肪酸成分差异有关的基因并阐明这些基因的作用机理，阐明种子中基因表达、脂肪酸含量与油脂合成积累之间的关系。3、

3、发表SCI论文3-5篇。13三、研究方案及技术路线1．以EMS化学诱变群体为基础，利用TILLING技术重点研究与脂肪酸代谢相关的基因，并建立相关数据库。1）利用EMS化学诱变技术，获得>20000株系的甘蓝型油菜突变群体并建立相关数据库；2）对EMS突变群体进行田间种植及相关品质测定(包括油酸、芥酸等)，获得品质改变的突变株系；3）建立油菜的TILLING研究平台；4）发表SCI论文1篇。2．建立油菜种子不同发育阶段的cDNA文库，制备动态cDNA芯片；研究油菜种子不同发育阶段的基因表达谱，并分离克隆出与种子发育有关，特别是与脂肪酸合成和调控有关的特异表达基因。1）鉴定油菜种子发育阶

4、段表达基因，制备cDNA芯片，研究油菜种子发育阶段基因表达谱，并分离其特异表达基因尤其是与种子发育相关的调控基因；2）结合cDNA芯片和突变体材料分离克隆与脂肪酸代谢有关的基因并鉴定其功能；3）发表SCI论文1篇。3．以现有的高油酸材料为基础，进行遗传研究，并结合现有分子标记图谱提供的信息，利用图位克隆的方法克隆与高油酸有关的等位基因；同时辅以抑制消减杂交技术分析原始材料与突变材料种子内基因的差异表达谱；根据所获得的实验数据和信息，利用生物信息学、功能互补、RNAi等技术，对候选基因进行功能验证。1）利用高油酸突变体M604-885与普通油酸含量品种05-1285杂交，配制F2分离群体

5、和重组自交群体，分析油酸含量的遗传，利用SSR、SNP等标记进行作图，定位高油酸相关的基因；2）进行精细定位和建立BAC文库，用0.1cM范围的标记筛选油菜高油酸基因组BAC文库，找到含高油酸位点的BAC克隆。3）利用抑制消减杂交技术分析原始材料与突变材料种子内基因的差异表达谱；4）根据所获得的实验数据和信息，利用生物信息学、功能互补、RNAi等技术，对候选基因进行功能验证。135）发表SCI论文1-2篇。4．利用脂肪酸组成不同的材料，在不同生态条件下种植，通过分析种子不同发育时期有关基因表达水平、脂肪酸含量与油分含量数据，研究种子中基因表达与脂肪酸含量、油脂合成积累以及环境互作之间的

6、关系。1）利用高油酸、低芥酸、低亚麻酸等不同脂肪酸组成材料，在异地或人工模拟条件下种植，在授粉后25、35和45天分期提取mRNA，然后进行差异表达分析，基因克隆和进行功能验证；2）测定高油酸、低芥酸、低亚麻酸等不同脂肪酸组成材料的油分含量；3）发表SCI论文1篇。13四、年度计划研究内容预期目标第一年1．利用EMS诱变甘蓝型油菜建立突变群体；2.利用高油酸突变体M604-885与普通油酸含量品种05-1285配制杂交组合，获得F2分离群体；3.分离油菜种子发育阶段表达基因6000个以上(全长>2000条)，制备cDNA芯片；4.油菜籽不同发育阶段mRNA的分离和相应文库的建立；1.构

7、建1个突变群体；2.配制高油酸杂交组合3个；3.系统研究种子发育阶段基因表达谱；4.建立2个cDNA文库。第二年1.研究油菜种子发育阶段基因表达谱，并分离其特异表达基因尤其是与种子发育相关的调控基因；2.建立油菜的TILLING突变体筛选平台；3.鉴定油菜种子发育阶段表达基因，制备cDNA芯片；4.利用高油酸F2分离群体利用SSR、SNP等标记进行作图，定位高油酸基因，培育高油酸重组自交群体。1.获得含>20000个株系的甘蓝型油菜EMS诱变群