大豆基因分型定制芯片技术转化

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项目简介

大豆危机正严重威胁我国粮食安全,如何突破传统育种瓶颈、建立高效分子育种新体系是当前大豆育种界面临的两大难题。新一代的大豆分子模块育种可以通过不同模块组合对大豆重要农艺性状进行解析,阐明多模块组装的生物学叠加效应,为超级品种的培育提供系统的解决方案,以保障我国粮食安全。大豆基因分型定制芯片与新一代测序技术相结合,可在很短的时间内完成大量的特定位点SNP基因分型并发现大豆重要农艺性状关联基因的变异位点,从大豆分子模块的系统解析提供一定的理论支持,在农业生产中为大豆的品种鉴定提供高效且精确的检测体系,为大豆的品种改良以及我国大豆的产量和品质的提高奠定非常重要的基础。 中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜课题组自2011年组建实验室以来,一直致力于从基因组——群体遗传——基因功能鉴定等不同层次逐步深入开展大豆功能基因组研究,利用关联分析、图位克隆和转基因手段,并结合比较基因组、生物信息学分析方法对影响大豆产量和品质的网络调控系统进行系统分析,目前已经初步揭示了大豆基因组进化的调控规律,发现了一系列重要性状的调控基因或位点,取得了多项阶段性的原创性成果,为大豆分子育种奠定基础。

应用领域

目前,国际上公开的商品化大豆基因分型芯片只有一例,密度仅为180K,主要基于野生型大豆的SNP分析,由于受当时遗传信息不足的限制,在SNP选择上不具有代表性和针对性,不能满足多方面,多个层次的科研需求,适用范围受到很大的局限,而国内目前尚未对大豆基因芯片进行大规模商品化研制开发。 我们基于302份代表性种质资源的深度测序分析和全方位的多性状GWAS分析,从所鉴定的SNP中筛选出具有代表性的SNP,根据不同的科研需求,开发研制了高、中、低三种不同密度的芯片,其中高密度芯片计划SNP密度为660K,主要用于大豆基因组学的分析,适用于基础科研类需求;中密度芯片为200K,可用于新品种的培育和鉴定;低密度芯片为50K,主要用于大豆新品种的改良及推广,主要针对育种学家及育种公司进行分子育种工作。本转化工作的推进可以填补国内大豆商品化芯片的空白,极大推动大豆基因组的研究和分子育种工作的开展。

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