林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学)
开放基金试行办法
方向一:林木种质创新与利用
●种质资源评价技术体系:以杨树、落叶松、杉木、桉树等树种为对象,开展产量、材质、抗逆等重要经济性状育种值的BLUP估计、综合和特异性状鉴定与早期选择研究,建立高效、精准林木种质资源评价技术体系。开展杨树、白桦等重要树种的特异种质全基因组测序,发掘重要性状关联的功能基因,为林木种质资源的利用提供基础。
●育种群体构建:研究杨树、落叶松、杉木、马尾松等林木遗传变异规律,评价主要经济性状的育种值,筛选优质核心种质2000份;利用EST-SSR、SNP等分子标记系统评价优良种质资源的遗传多样性及遗传距离,构建主要树种的育种群体5-10个。
●优异种质创新与利用:利用细胞工程、染色体工程、基因工程等现代生物技术与常规育种技术,创制高产、优质、抗病、抗逆的杨树、落叶松、杉木、桉树等优异种质材料60-80个,审(认)定良种或获得新品种权5-7个,推广面积100万亩以上,进一步提高我国林木良种使用率。
方向二:林木分子育种
●功能分子标记开发与利用:利用EST-SSR、SNP、EST-SNP、Indel等现代分子生物学技术,开发杨、松、杉、桉等主要造林树种特有的新型分子标记;通过QTL定位和关联遗传学分析,鉴定控制重要性状的关键基因,阐明相关标记的有效性和育种价值;利用已开发的功能标记开展前述树种的辅助选择育种研究。获得具有重要育种价值的功能分子标记10-15个,鉴定筛选出符合育种目标的优良种质50-60份,相关研究达到国际先进水平。
●分子标记辅助育种技术和多基因聚合育种:深入研究多基因转化及外源基因表达的精确调控体系,拓展和改进林木转基因聚合育种技术;基于品种设计,利用生长、材质、抗性等重要性状的功能基因,通过多基因转化获得优良性状聚合表达的植株。选育出目标性状有重大突破的林木新品种10-15个。
方向三:林木重要性状形成的分子基础
解析林木材性、抗性形成的分子基础:以杨树、落叶松、白桦、柽柳等树种为研究对象,通过基因组测序、比较基因组学及功能基因组学等技术,建立林木材性品质形成以及不同发育时期组织、器官在高盐、干旱、重金属等逆境胁迫下的转录组及表达谱,鉴定和克隆影响这些目的性状的关键基因,揭示其基因调控网络,阐明目标性状形成的分子机理。初步建立起高通量分析性状形成相关基因的研究平台,形成每年能够筛选、鉴定候选基因50-80个的能力,明确抗逆调控基因调控信号通路并确定其所调控的下游靶基因及生理学代谢途径,林木适应逆境的调控提供理论依据。
分离、鉴定决定林木材性、抗性的功能基因:在前期筛选得到的大量与木材材性、抗性等相关候选基因的基础上,利用基因超表达、RNAi、突变体分析等手段,分析转基因植株的材性变化,鉴定出控制木材形成的关键基因,确定其对林木目标性状改良的作用。5年内在木质部分化机理上取得突破,获得用于材性改良的功能基因3-5条;通过转基因技术对候选基因进行耐盐功能的验证,评估其用于耐盐分子育种的价值,获得具有育种价值的功能基因5-7条,为优质、抗逆种质的创制提供重要功能基因。
林木细胞生长、次生代谢过程的调控机制:利用代谢组学、功能基因组学等手段,阐明紫杉醇等重要次生代谢产物的合成途径及调控机理,分离鉴定调控其合成过程中的限速基因,研究其表达与次生代谢合成的关系;研究细胞生长、胚性诱导等过程的调控机制,建立林木细胞生长、代谢等调控技术体系。获得有林木改良价值的基因2-3个。