973项目标书养殖部分

973项目标书养殖部分内容摘要：

骨干 ： 肖武汉 、 刘静霞 、 程汉华 、 王燕舞 、 罗大极 、 刘江东 、 曹宏 经费比例： 17% 四、年度计划 年度 研究内容 预期目标 第 一 年 1. 重要养殖鱼类基因组 BAC 文库构建以及与生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状相关组织的比较转录组分析； 2. 重要养殖鱼类与生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状相关功能基因的克隆及其分子标记筛选 ； 3. 抑肌素信号表达水平改变对鱼体肌肉生长的调控研 究； 4. 细菌病和病毒性疾病抗性群体和易感群体的筛选和建立； 5. 抗寒候选基因 的 转基因操作研究 ； 6. 鲤鱼 QTL 分析家系的建立及其多态性微卫星和 SNP 等遗传标记的发掘筛选和验证； 7. 鱼类生长和抗病等经济性状 QTL和主效基因的信息收集与分析整合； 8. 多种转座子元件介导的转基因试验 和 基因敲除载体系统 的改造 ； 9. 持续激活的生长激素受体基因的分子设计 ， 原生殖细胞特异表达基因的鉴定 ，小 RNA 的分离、克隆 和 深度测序。 1. 解析重要养殖鱼类与生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状相关组织的转录组信息； 2. 鉴定调控鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的功能基因或分子标记 610个； 3. 构建在养殖鱼类肌肉组织中高表达抑肌素抑制蛋白的转基因鱼 F0代； 4. 建立牙鲆细菌病抗性群体和易感群体； 5. 建立转座子介导的抗寒候选基因转移体系，使候选基因在子一代鱼中出现的频率比用质粒转移提高 3倍以上 ； 6. 获得多基因性状基因遗传分析的鲤鱼家系材料 910 个，获得微卫星和 SNP 约 2020 个， AFLP 标记 1000多个； 7. 获得多种转座子元件介导的转基因鱼 ， 获得三联体锌指蛋白表达质粒和哺乳动物细胞系单杂交系统特异性检测 质粒； 8. 获得鱼类生长激素受体基因及其持续激活形式的分子设计 ， 获得原生质细胞特异表达基因 ， 获得性腺相关的小 RNA。 年度 研究内容 预期目标 第 二 年 1. 重要养殖鱼类基因组 BAC 文库以及与生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状相关组织的比较转录组 的进一步 分析； 2. 重要养殖鱼类与生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状相关功能基因的克隆及其分子标记筛选 ； 3. 差异顺式调控序列与相关基因启动子差异甲基化修饰的关系分析； 4. 可控性卵巢发育抑制转基因鱼类模式品系的构建； 5. 抑肌素信号通路研究； 6. 牙鲆抗病性状关 联分析基础群体和 QTL 作图群体构建； 7. 抗 寒基因转基因斑马鱼研究 及 子一代 的 耐寒性能评估 ； 8. 遗传图谱构建及其鲤鱼 QTL 或主效基因在染色体上的同线性分析； 9. 多种转座子元件介导的转基因效率比较， Cre/lox 基因靶位操作效率分析 ， 基因敲除试验 和表型观察 ； 10. 转持续激活的生长激素受体基因 鱼 P0 代的建立 ， 原生殖细胞特异表达基因的表达敲落 和启动子分析，小 RNA 动态变化规律 和 互作蛋白的研究。 1. 鉴定调控鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的功能基因或分子标记 1015个； 2. 揭示差异顺式调控序列与 相关基因启动子差异甲基化修饰的关系及其功能特征； 3. 构建可控性性腺发育抑制转基因稳定遗传品系； 4. 完成对养殖鱼类肌肉组织中抑制抑肌素功能受阻的 F0个体筛选，并对其进行肌肉生长性状特征的初步观察； 5. 获得构建牙鲆抗病性状关联分析基础群体和 QTL作图群体； 6. 获得 3 个抗寒基因的 转基因斑马鱼 F1 代 ； 获得 5 个抗寒基因的 转基因罗非鱼 F0 代。 7. MAPPING 到图谱上 300个标记以上；建立后备亲鱼的核心群体 100尾以上；图谱定位 QTL1020个，获得基因同线性分析的结果； 8. 获得可用于鱼类转 基因的高效的转座子 和 Cre/lox基因靶位操作体系 ， 获得 EAF1等基因敲除的斑马鱼胚胎； 9. 获得转基因鱼 P0代 ， 获得原生质细胞特异表达基因敲落 的胚胎和 原生殖细胞特异启动子系统 ， 揭示小RNA动态变化规律，获得相关互作蛋白。 年度 研究内容 预期目标 第 三 年 1. 鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的重要基因的功能分析； 2. 基因启动子的差异甲基化修饰在表达和生殖调控中的作用研究； 3. 不同尺寸鱼类物种的分子系统学分析； 4. 创制育种上有价值的雌核发育系和近交家系； 5. 罗非鱼转抗寒基因研究 ； 6. 继续遗传图谱构建和 QTL 标记或主效基因的基因型 表型的测量和分析； 7. 稳定高效的转座子系统转基因模型和 Cre/lox 基因靶位操作模型的建立；基因敲除斑马鱼的 +/ 子代个体 的获得 ； 8. 转持续激活的生长激素受体基因鱼 F1 代的筛选、鉴定及其信号通路活性分析 ， 原生殖细胞特异基因的分子设计和转基因初步试验 ， 小 RNA作用靶基因的研究，继续互作蛋白的研究。 、生长、抗病和抗寒的功能基因或分子标记 1015个； 23个重要基因在生殖质的形成和迁移、卵母细胞成熟、卵胚转换以及性别决定和分化中的功能；确定基因启动子的差异甲基化修饰在其表达和生殖调控中的作用； 3. 分析鱼类生长轴负反馈调控受阻对鱼体肌肉组织的生长和肉质特征的影响；揭示可控性卵巢组织发育抑制的转基因鱼品系操作特性以及其抑制效率，观察性成熟受阻对鱼体生长发育影响特征； 4. 构建所选择鱼类个体大小调控基因的系统发育关系，并对其起源提出假设； 5. 阐明 23 个关键抗病毒相关基因的抗病毒作用及其功能机理；阐明抗菌肽基因的抗细菌功能及其功能机理；鉴定鱼类具有重要育种价值的与抗病性状紧密连锁的分子标记或功能标记 23 个； 6. 建立育种上有价值的抗 细菌病的牙鲆等鱼类雌核发育系和近交家系 5个左右； 7. 揭示 4 个重要抗寒基因的生物学功能 ； 鉴定 4－ 5 个有可能用于育种的抗寒基因 ； 获得具有抗寒性能的转基因斑马鱼模型 ； 8. MAPPING 到图谱上 300 个标记以上；建立后备亲鱼成熟的核心群体年度 研究内容 预期目标 100 尾以上；验证鲤鱼和银鲫 10 个左右基因与生长、抗病（抗寒）或饲料转化率等性状的关联性，验证 46 个QTL 或主效基因的遗传效应和育种潜力； 9. 建立稳定高效的转座子系统和Cre/lox 基因靶位操作模型 ， 获得EAF1 等 基因敲除斑马鱼的杂合子个体； 10. 获得转持续激活 的生长激素受体基因鱼 F1 代 ， 完成原生殖细胞特异表达基因的分子设计 ， 揭示小 RNA作用的靶基因。 第 四 年 1. 鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的重要基因 的 功能分析； 2. 重要功能基因的启动子分析； 3. 重要功能基因的信号传递及其调控机制研究； 4. 鱼类病原与宿主免疫系统的相互作用 研究； 5. 雌核发育和近交家系中抗病性状与抗病分子标记的关联性分析及QTL 定位； 6. 建立多基因聚合的转罗非鱼载体，获得转基因子一代 ； 7. 继续遗传图谱构建及其品系或不同作图群体间的杂交、回交分析与测量； 8. 原生质 细胞操作相关的基因操作载体设计 ， 基因敲除纯合体 的获得 ； 9. 转基因鱼 F2 代的获得和扩群 ， 不同转基因 F2 代家系的生长比较和信号通路活性比较 ， 通过转基因技术干1. 鉴定调控鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的功能基因或分子标记 410个； 23个重要基因在生殖质 的形成和迁移、卵母细胞成熟、卵胚转换以及性别决定和分化中的 功能及其基因调控网络 ； 3. 揭示 23 个重要基因在鱼类生长中的功能及其基因调控网络； 4. 揭示 23 个抗病关键基因表达产物在预防鱼类病毒性和细菌性疾病中的作用及其机理；阐明抗病候选功能基因和分子标记与鱼类抗病性状的关系； 5. 阐明 13 个重要病原基因的生物学功能及其免疫原性； 6. 获得能提高斑马鱼和罗非鱼抗寒性能的多基因聚合体 ； 7. 获得 MAPPING 标记 500 个以上；年度 研究内容 预期目标 扰原生殖细胞的正常发育 ， 小 RNA及其互作蛋白与靶基因的作用研究。 子代亲本 2020 尾以上；分析鲤鱼 QTL或主效基因的聚合效应、育种效率与潜力； 8. 获得可用于原生殖细胞操作的、的基因操作载体 ， 获得具有表型效应的基因敲除的纯合子个体； 9. 获得转持续激活生长激素受体基因鱼 F2 代 ， 获得原生质细胞发育被影响的转基因胚胎 ， 揭示小 RNA 及其互作蛋白和靶基因的相互作用。 第 五 年 1. 重要功能基因的信号传递及其调控机制研究； 2. 在雌核发育和近交家系中候选QTL 与抗病力的关联性分析； 3. 利用重要功能基因或分子标记进行分子设计育种可行性评价； 4. 鱼类主效基因标记及基因不同组合的遗传效应与育种效率评估研究； 5. 基于蛋白质锌指结构的鱼类基因快速敲除系统 的 完善和优化； 6. 建立稳定遗传、快速生长的转持续激活生长激素受体基因鱼家系 ， 建立原生殖细胞操作技术并获得可控不育遗传安全的转基因鱼 ， 小 RNA分子在性分化过程 的分子调控机理研究。 1. 重点阐明 23 个重要功能基因在殖质的形成和迁移、卵子成熟、卵胚转换和性别决定和性别分化的基因调控网络； 2. 获得 35 个重要的通过调控生长轴因子和育性调控的转基因养殖或模式鱼品系，用以开展个体促生长、改善肉质等经济性状改良的研究平台； 3. 阐明 23 个重要基因在病毒感染识别以及抗病毒信号传递中的作用机理；阐明 23 个重要基因在细菌感染识别等信号传递中的作用机理； 5. 建立主要经济性状功能基因组研究和分子设计育种中间的有机联系，创制 2－ 3 个在生殖、生长 或抗性等目标经济性状上表现优质的育种材料； 路线和策略； 7. 建立优化和完善的基于蛋白质锌指结构的鱼类基因快速敲除系统； 年度 研究内容 预期目标 8. 稳定遗传、快速生长的转持续激活生长激素受体基因鱼家系的建立 ，创制原生殖细胞操作技术和可控不育遗传安全的转基因鱼模型 ， 阐明小RNA 分子在性分化过程的分子调控机理。 9. 评价利用鱼类生殖、生长、抗病和 抗寒基因和分子标记进行分子设计育种可行性。 项目名称： 养殖贝类重要经济性状的分子解析与设计育种基础研究 首席科学家： 张国范 中国科学院海洋研究所 起止年限： 2020 年 1 月 2020 年 8 月 依托部门： 中国科学院 山东省科技厅 一、研究内容 （一）拟解决的关键科学问题 从基因组学出发，明确贝类基因组结构与特征，阐明重要经济性状的关键基因及其网络调控机制，建立贝类分子设计育种的理论和技术基础，是贝类分子育种领域的关键科学问题，也是实现贝类高效 “精确育种 ”的必要前提。 贝类基因组结 构与特征 基因组信息是解析经济性状和实现分子设计育种的基础。 通过对牡蛎基因组结构与特征的全面解析，结合其与扇贝、珍珠贝基因组的比较研究，进行贝类全基因组基因功能 研究 ；批量开发基于基因组信息的功能基因和 SNP 等标记；构建高密度遗传图谱，为贝类生长、发育、抗性、珍珠形成等性状的基因调控网络解析和分子设计育种奠定理论基础。 本关键科学问题包含 3 个重要内涵： ① 基因组结构与 功能基因 ； ② 全基因组 SNP 和 功能基因 多态性 ； ③ 基因组序列图谱和高密度遗传图谱。 重要经济性状的分子解析 贝类生长、发育、抗性和珍珠质形成等是贝类 重要或特有的经济性状，以功能基因组学为基础，筛选上述性状的关键基因，研究和验证基因的功能和调控机制，阐明基因对性状的决定机制，解析主要性状基因的调控网络，为分子设计育种奠定理论基础。 本关键科学问题包含 4 个重要内涵： ① 目标性状基因 /QTL 的精细定位； ② 重要经济性状的关键基因及其作用机理； ③ 基因表达调控网络； ④基因型与表型的关联性。 分子设计育种的技术途径 贝类育种的分子设计尚处于起步阶段，亟待开展良种分子设计和预测模型的理论和技术研究，构建模拟育种平台，为分子设计育种提供技术支撑。 本关键科学问题包含 4 个重 要内涵： ① 基因、调控网络对环境的反应； ② 育种性状的 GP链接模型和数据库。