成果名称: 富含微量元素甜玉米种质的创新及自交系选育
完成单位: 广东省农业科学院作物研究所
主要人员: 于永涛,胡建广,李春艳,毛笈华,高磊,祁喜涛,文天祥
介绍:

    1. 课题来源与背景: 本课题经费全部来源于广东省科技厅,课题类型为农村科技领域的广东省科技计划项目,课题名称为“富含微量元素甜玉米种质的创新及自交系选育”(2015A020209063)。本课题是在前期参加国际HarvestPlus项目,对甜玉米进行人体必需微量元素铁、锌强化改良的基础上,自主开展的一项研究。其内容主要是基于丰富的甜玉米种质资源,以种质创新为目标,通过包括生化测定、标记辅助选择、传统选育等技术,对农作物品种进行定向遗传改良,选育富含微量元素的甜玉米新种质,课题契合市场上对高营养食品的消费需求以及农户对优质品种的产品需求,不仅具有科学意义,也具有较高的社会经济价值。经过多年积累,研究团队已经拥有了丰富的甜玉米种质资源和相对成熟的技术体系,具备了课题研究的条件。

    2. 技术原理及性能指标: 在课题实施过程中相继采用了生化测定、高通量基因组测序、全基因组关联分析等技术。 (1)电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES):是以电感耦合等离子体焰炬为激发光源的一类光谱分析方法,它是一种由原子发射光谱法衍生出来的新型分析技术。与传统的原子吸收光谱法相比,具有分析速度快、分析灵敏度高、分析精密度好、测定范围广的优点。 (2)简化基因组测序(SLAF-seq)技术:其原理是以部分片段代替全基因组,其中要求被选择片段均匀分布,而且要避开重复序列,其酶切方案、标签数、测序深度等指标可根据物种及研究目的进行量身定制,所得到的基于序列的结果可直接用于后续研究。可以一次性实现高通量的分子标记(SNP、InDel标记)开发和分型。 可用于基因定位、种质资源筛查、群体遗传研究及分子标记辅助育种等。 (3)全基因组重测序技术:对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序,并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。将不同梯度插入片段(Insert-Size)的测序文库结合短序列(Short-Reads)、双末端(Paired-End)进行测序,在全基因组水平上扫描并检测与重要性状相关的基因序列差异和结构变异,实现遗传进化分析及重要性状候选基因预测。 (4)全基因组关联分析:是对多个个体在全基因组范围的遗传变异多态性进行检测,找出存在的序列变异,即单核苷酸多态性(SNP),获得基因型,进而将基因型与可观测的性状,即表型,进行群体水平的统计学分析,根据统计量或P值筛选出与关注表型相关的SNP位点,进而找到最有可能影响该性状的遗传变异。定位与性状相关基因,为后续分子育种提供科学理论依据。

    3. 技术的创造性与先进性: 该成果所用技术本身是成熟技术,其先进性在于将各项技术结合起来进行技术集成,开展甜玉米营养强化相关研究。

    4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本课题涉及到生化测定、分子生物学和生物信息学等多项技术,大部分技术已较为成熟,而且各项分子技术更新较快。这些技术适用于各种农作物的遗传改良研究,安全可靠,风险性极低。

    5. 应用情况及存在的问题: 通过本课题的实施,获得两份新种质,这两份新种质在经过几轮自交纯合及性状鉴选,可用于新品种的选育,推动甜玉米育种进程,为甜玉米种业的发展和经济效益的提升提供助力。当然,由于微量元素含量测定涉及冷冻干燥、磨粉、硝解提取、ICP测定等多个技术环节,容易因环境影响导致试验误差,因此在成果应用过程中要继续优化测定技术体系,逐步形成更为成熟的技术成果。

    6. 历年获奖情况: 本项目研究成果尚未获得奖项。

批准登记号:
登记日期: 2020-04-30
研究起止时间: 2015-05-01至2018-04-30
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别: 现代农业
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2020-03-30