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小麦蛋白质与淀粉含量互为条件的QTL分析的开题报告 一、选题背景 小麦是全球最为普遍的粮食农作物之一,其食用价值主要来自于其所含的淀粉和蛋白质。但是,小麦种植面积不断扩大,不仅国际市场需求量大,国内的需求也在逐步上升。因此,如何增加小麦的产量和营养素含量,已经成为了国内外的研究热点问题。近年来,随着单核苷酸多态性(SNP)测序技术的快速发展,高密度遗传图谱在小麦分子育种中得到了广泛的应用。本研究通过QTL分析,研究小麦蛋白质质量和淀粉含量互为条件的分子机制,探究小麦营养基因工程的可行性和可持续性。 二、研究目的 本研究旨在通过分析小麦基因组序列上SNP数据,鉴定小麦淀粉含量和蛋白质含量互为条件的主效QTL位点,进而探讨小麦营养基因工程的可行性和可持续性。 三、研究内容 1、确定小麦种质资源,建立小麦单株F2群体 2、利用基因芯片对小麦单株F2群体进行SNP标记分析 3、运用QTL分析方法,筛选小麦淀粉含量、蛋白质含量相关的主效QTL位点 4、将主效QTL位点标记组合成小麦淀粉和蛋白质含量优良品种的基因组 5、构建小麦营养基因工程表达载体,进行小麦转基因试验 6、筛选表达稳定的小麦转基因品系,进行淀粉含量、蛋白质含量的测定 四、研究意义 小麦是我国重要的粮食作物,其淀粉和蛋白质含量对人类的健康和生命发育至关重要。本研究通过分析小麦基因组序列上SNP数据,鉴定小麦淀粉含量和蛋白质含量互为条件的主效QTL位点,为小麦营养基因工程的研究提供了科学基础,对于解决小麦产量和品质矛盾,提高我国农业竞争力具有重要意义。 五、研究方法 1、确定小麦种质资源。选择不同地区、不同形态的小麦品种材料。 2、建立小麦单株F2群体。将材料中淀粉和蛋白质含量最高和最低两个品系交配,得到含淀粉和蛋白质含量变化较大的单株F2群体。 3、SNP标记分析。利用基因芯片分析小麦单株F2群体的SNP标记。 4、QTL分析方法。对小麦淀粉和蛋白质含量进行主效QTL位点筛选。 5、构建小麦营养基因工程表达载体。将主效QTL位点标记组合成小麦淀粉和蛋白质含量优良品种的基因组,构建小麦营养基因工程表达载体。 6、小麦转基因试验。将构建好的小麦营养基因工程表达载体导入小麦品系中,筛选表达稳定的小麦转基因品系。 7、测定淀粉含量、蛋白质含量。分别测定表达稳定的小麦转基因品系的淀粉含量、蛋白质含量,并与相应的对照组做比较。 六、预期成果 1、筛选小麦淀粉、蛋白质含量互为条件的主效QTL位点 2、构建小麦营养基因工程表达载体,在小麦品系中筛选表达稳定的转基因品系 3、测定得到淀粉含量、蛋白质含量显著提高的小麦转基因品系 4、探讨小麦营养基因工程的可行性和可持续性 七、研究难点 1、小麦淀粉含量、蛋白质含量互为条件的主效QTL位点的鉴定 2、利用主效QTL位点进行小麦营养基因工程,筛选到表达稳定的转基因品系 3、对小麦转基因品系进行淀粉和蛋白质含量测定,并与相应的对照组做比较 八、可行性和可持续性分析 本研究利用QTL分析方法,对小麦淀粉、蛋白质含量进行研究,结果有望为小麦营养基因工程的研究提供科学基础,为提高小麦产量和品质提供了有效途径。同时,本研究所使用的高通量测序技术具有高效、准确、快速等优点,具有可行性和可持续性。