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大豆耐低硫性状相关QTL定位及候选基因的初步功能研究的开题报告
题目：大豆耐低硫性状相关QTL定位及候选基因的初步功能研究的开题报告
一、研究背景
大豆是我国重要的经济作物和蛋白质来源，但是大豆生长中容易受到自然环境和人工环境中的各种胁迫因素影响，其中硫化物污染是影响大豆生产的重要因素之一。硫化物污染会对大豆的生长及产量造成显著影响，大豆生长环境中是否有低硫的现象会直接影响到其产量和质量。因此，开展大豆的耐低硫研究，对保障大豆生产和品质提高具有重要意义。
二、研究目的
本研究的目的是通过大豆耐低硫性状相关QTL定位及候选基因的初步功能研究，探究大豆耐低硫的遗传机制和分子标记，为大豆低硫胁迫的防控提供科学依据。
三、研究内容
1.筛选耐受低硫的大豆种质材料，进行耐受低硫性状的鉴定和评价。
2.构建大豆双亲系，进行QTL定位和分析大豆耐低硫性状的遗传机制。
3.通过全基因组测序，筛选大豆中的候选基因，并进行初步功能鉴定。
四、预期成果
1.通过筛选大豆种质材料和构建双亲系，明确大豆耐低硫性状的遗传机制。
2.通过QTL定位，筛选出大豆耐低硫性状相关的QTL，并分析其可能的生理生态意义。
3.基于全基因组测序数据，筛选大豆中的候选基因，并进行初步功能鉴定，探究其在低硫胁迫下的响应机制和分子标记。
五、研究意义
1.为大豆低硫胁迫的防控提供科学依据。
2.推进大豆品质的提高，发挥其经济和社会价值。
3.为植物耐逆性状的遗传机制和分子标记研究提供参考。
六、研究方法和技术路线
1.建立大豆耐低硫性状评价系统，筛选出10个具有耐受低硫性状的大豆品种，构建双亲系。
2.使用简并富集大豆叶片基因组DNA，分别对双亲系进行全基因组测序，利用比对工具和基因组组装技术，进行基因结构的注释和预测。
3.构建F2代人工杂交群体，通过基因测序，利用QTL分析中的碱基兼容性分析等方法，进行QTL定位分析。
4.通过qPCR和RNA-seq技术，确定候选基因的响应机制和调控网络，开展初步功能鉴定。
七、预期研究进展和难点
1.通过F2代人工杂交群体，定位大豆耐低硫QTL区间，对QTL区间进行生理生态解析，推断可能参与耐受低硫机制的哪些功能基因。
2.候选基因的鉴定、功能分析以及后续探究耐低硫机制的进化与调控机制等方面极可能会是本研究的难点所在。
八、研究计划
本研究计划在两年时间内完成大豆种质材料筛选、构建双亲系、全基因组测序及注释、QTL定位和基因功能分析等系列实验，并制定相应的数据分析和处理方法。
第一年：
1.种质材料筛选及建立大豆双亲系。
2.建立大豆低硫性状评价系统，进行性状鉴定和评价。
3.对双亲系进行全基因组测序和注释，对候选QTL进行初步比对分析。
第二年：
1.构建F2人工杂交群体，进行QTL定位。
2.筛选候选基因，进行初步功能鉴定和调控网络探究。
3.论文撰写。
九、参考文献
1.Guimarães-DiasF,etal.GeneticmappingofQTLscontrollingsulfurcontentincommonbeanseeds.Euphytica,2013,191(1):95–106.
2.WuX,etal.Identificationofquantitativetraitlociforsulfur-containingaminoacidsinsoybean.CropandPastureScience,2018,69(5):438-443.
3.QueirósF,etal.Identificationofcandidategenesforsulfurtoleranceinsoybean(Glycinemax(L.)Merr.)usingwhole-genomesequencing.JournalofPlantPhysiology,2020,249:153142.