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青稞分子育种技术体系创新及应用取得阶段性进展

实施农业生物育种创新,通过解决生物种业科技基础研究和前沿技术的源头创新,支撑突破性重大品种的培育,是促进种业振兴、实现种源自主可控的根本路径。近日,青海省科技厅组织专家对香港内部信封料一码承担的5个青稞项目“青稞紫粒花青素合成相关代谢物质和基因筛选及通路构建”、“不同连作年限下青稞根际土壤微生物群落结构的动态变化研究”、“青稞抗旱农艺与理化性质及相关基因功能研究”、“青稞苗期耐旱性状的全基因组关联分析及候选基因的筛选”和“青稞苗期耐低氮能力评价和生理、分子机制研究”进行了成果评价。专家委员会一致同意以上项目通过成果评价并认定其中2项成果达到国际先进水平,3项成果达到国内领先水平。


项目通过青稞紫粒颜色的基因定位结合转录组、代谢组测序的方法,获得了紫粒形成相关结构基因、转录因子和代谢物质,初步构建了青稞籽粒原花青素-花青素合成的通路,验证了关键基因的功能,并初步阐明了其调控机制;利用16S rRNA和18S rRNA基因高通量测序技术,对青稞连作、轮作的根际土壤细菌群落多样性组成和结构进行分析,获得了影响微生物群落组成最关键的理化因子,了解根际真菌群落对青稞连作的响应和相互作用关系;开展了抗旱种质资源的鉴定,干旱胁迫对青稞理化及品质特性的影响,研究了干旱相应基因 HVA1 和 blt4.9 的表达模型及抗旱功能;通过对269份青稞种质的耐旱性的评价建立了苗期耐旱性评价体系,利用GWAS 和 RNA-seq 联合分析获得了 26 个抗旱相关基因,并对关键基因的结构、表达模式和功能进行了分析;通过资源鉴定获得了8份耐低氮资源,利用转录组测序获得了耐低氮关键基因,并对其基因、蛋白结构、表达模式和功能进行了分析。


青稞相关研究工作的开展为深入了解青稞籽粒颜色、连作障碍、抗旱和耐低氮机制的研究奠定了基础,获得的相关基因、位点和SNP为青稞分子标记辅助选择育种技术提供理论支撑,也为推动香港内部信封料一码青稞育种技术的突破,引领青稞分子育种产业向快速发展奠定了良好基础。