甘蔗茎尖脱毒苗及其后代反转录转座子激活和甲基化变异研究

成果基本信息
关键词：	甘蔗;转录反转;脱毒苗;甲基化
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	201713735	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	广西壮族自治区科学技术厅
评价日期：	2017.07.20	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
1、课题来源与背景甘蔗是我国主要的糖料作物，种植面积和产糖量占我国糖料作物总面积和食糖总量的90%以上，近年来突破94%，蔗糖的稳定供给对我国食糖市场具有举足轻重的地位，但甘蔗是无性繁殖作物，多年连作后因土壤中某些有害物质的积累，极易引起甘蔗品种退化。解决这个问题最经济有效的办法之一就是种植甘蔗脱毒健康种苗，虽然现在在甘蔗健康种苗研究方面取得了很大的进步，甚至已经到了应用阶段，但仍有很多实际问题和理论问题需要我们耐心地去解决并作出解释，甘蔗茎尖脱毒苗采用茎尖离体培养的形式增殖，不经过愈伤组织阶段，理论上产生遗传变异的机率很低，但是实际上随着继代次数的增加，产生变异的机率在增加，且甘蔗脱毒苗及其后代在田间某些性状上产生了有别于供体亲本的变异，这些表型变异跟转座子的激活及其甲基化有关。但到目前为止，未见组织培养诱导甘蔗脱毒苗表观遗传变异发生研究的任何报道，组织培养诱导甘蔗脱毒苗及其后代遗传和表观遗传变异的研究尚属空白。基于上述研究背景，本人成功申请并中标一项由广西科技厅下达的广西自然科学基金青年科学基金项目《甘蔗茎尖脱毒苗及其后代反转录转座子激活和甲基化变异研究》（合同编号：2014GXNSFBA118289），研究期限：2014.06-2017.05，本项目已于2017年7月20日顺利结题。　　2、研究目的与意义本项目研究旨在探索组织培养是否可以影响甘蔗基因组DNA的甲基化表观遗传变异、反转录转座子激活以及反转录转座子甲基化变异，理解组织培养诱导甘蔗反转录转座子激活转座规律，明确组织培养引起基因组及反转录转座子甲基化变异的特点，阐明DNA甲基化变异与反转录转座子激活的关系，探讨组织培养诱导甘蔗产生表观遗传变异的分子基础，为甘蔗茎尖脱毒苗大规模应用提供理论依据。因此，本项目研究具有重要的理论意义和应用价值。　　3、主要论点与论据 1）建立了甘蔗茎尖脱毒苗高代培养繁育体系；2）建立和完善了甘蔗基因组DNA的提取技术体系；3）分离到甘蔗Ty1-copia和Ty3-gypsy两组LTR反转录转座子RT序列至少各30多条；4）建立了花生iPBS技术体系，获得了多条甘蔗LTR反转录转座子的PBS-LTR序列；5）建立了利用染色体步移技术和反向PCR技术扩增甘蔗LTR反转录转座子全长序列的技术体系；6）基本建立了甘蔗甲基化敏感扩增多态性技术、反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术体系；7）利用甲基化敏感扩增多态性技术、反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术研究甘蔗茎尖脱毒苗及其后代的表观遗传变异，明确了甘蔗茎尖脱毒苗表观遗传变异与反转录转座子活性的关系；8）建立了甘蔗CBDP技术、SrMITE244转座子分子标记技术体系；9）完成了甘蔗cpSSR、BAC-SSR分子标记的开发及引物设计；10）开展了甘蔗高通量RAD简化基因组测序及分子标记开发研究；11）开展了甘蔗品种的IBAP和EBAP标记技术研究；12）甘蔗MITE转座子和SINE反转录转座子的初步鉴定；13）通过其它渠道获得了甘蔗LTR反转录转座子；14）通过PCR扩增获得了甘蔗non-LTR SINE反转录转座子(AU)、Pong转座子、En-Spm（CACTA）转座子、MLE和PIF转座子的保守区；15）开展了果蔗拔地拉（Badila）及其变异类型的分子鉴定；16）在以上基础上获批1项国家自然科学基金青年科学基金项目；17）以第一发明人身份申请了1件国家发明专利和9件实用新型专利（其中授权了4件实用新型专利）；18）以第一作者及通讯作者在《基因组学与应用生物学》、《热带作物学报》、《广东农业科学》、《湖南农业科学》上发表了4篇研究论文。　　4、创见与创新首次分别利用iPBS技术和简并PCR技术分离获得甘蔗基因组中的LTR反转录转座子的PBS-LTR序列和RT序列；首次利用染色体步移技术和反向PCR技术扩增甘蔗基因组中的LTR反转录转座子的全长序列，并得到部分序列；首次初步建立甘蔗反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术。　　5、社会经济效益，存在的问题本项目研究属非盈利性基础研究，直接经济效益无法体现，主要体现在间接经济效益方面，本项目研究获得了与供体遗传性一致的甘蔗茎尖脱毒苗，并在生产上得以大规模应用，已经服务于广西乃至全国甘蔗的生产。本项目研究的完成将加快广西乃至全国甘蔗脱毒健康种苗的研究步伐，丰富甘蔗脱毒健康种苗研究的理论水平，提高甘蔗健康种苗的应用水平，促进广西蔗糖产业和科研的健康快速发展，同时也将为甘蔗健康种苗的研究培养一批高技术专业人才。但由于本项目研究时间短暂，无法对本项目的部分研究结果进行全面深入地研究，基于本项目研究中产生的某些创新性想法一时也无法得到进一步深入展开。

成果名称：	甘蔗茎尖脱毒苗及其后代反转录转座子激活和甲基化变异研究	关键词：	甘蔗;转录反转;脱毒苗;甲基化
成果类别：		一级分类名称：	农作物
二级分类名称：	经济作物	三级分类名称：
研究起止时间：	2014.06 至2017.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2014GXNSFBA118289
经费实际投入额（万元）：	5.00	评价单位：	广西壮族自治区科学技术厅
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.07.20	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	广西壮族自治区农业科学院
推广形式：	无	成果登记号：	201713735
成果简介：	1、课题来源与背景甘蔗是我国主要的糖料作物，种植面积和产糖量占我国糖料作物总面积和食糖总量的90%以上，近年来突破94%，蔗糖的稳定供给对我国食糖市场具有举足轻重的地位，但甘蔗是无性繁殖作物，多年连作后因土壤中某些有害物质的积累，极易引起甘蔗品种退化。解决这个问题最经济有效的办法之一就是种植甘蔗脱毒健康种苗，虽然现在在甘蔗健康种苗研究方面取得了很大的进步，甚至已经到了应用阶段，但仍有很多实际问题和理论问题需要我们耐心地去解决并作出解释，甘蔗茎尖脱毒苗采用茎尖离体培养的形式增殖，不经过愈伤组织阶段，理论上产生遗传变异的机率很低，但是实际上随着继代次数的增加，产生变异的机率在增加，且甘蔗脱毒苗及其后代在田间某些性状上产生了有别于供体亲本的变异，这些表型变异跟转座子的激活及其甲基化有关。但到目前为止，未见组织培养诱导甘蔗脱毒苗表观遗传变异发生研究的任何报道，组织培养诱导甘蔗脱毒苗及其后代遗传和表观遗传变异的研究尚属空白。基于上述研究背景，本人成功申请并中标一项由广西科技厅下达的广西自然科学基金青年科学基金项目《甘蔗茎尖脱毒苗及其后代反转录转座子激活和甲基化变异研究》（合同编号：2014GXNSFBA118289），研究期限：2014.06-2017.05，本项目已于2017年7月20日顺利结题。　　2、研究目的与意义本项目研究旨在探索组织培养是否可以影响甘蔗基因组DNA的甲基化表观遗传变异、反转录转座子激活以及反转录转座子甲基化变异，理解组织培养诱导甘蔗反转录转座子激活转座规律，明确组织培养引起基因组及反转录转座子甲基化变异的特点，阐明DNA甲基化变异与反转录转座子激活的关系，探讨组织培养诱导甘蔗产生表观遗传变异的分子基础，为甘蔗茎尖脱毒苗大规模应用提供理论依据。因此，本项目研究具有重要的理论意义和应用价值。　　3、主要论点与论据 1）建立了甘蔗茎尖脱毒苗高代培养繁育体系；2）建立和完善了甘蔗基因组DNA的提取技术体系；3）分离到甘蔗Ty1-copia和Ty3-gypsy两组LTR反转录转座子RT序列至少各30多条；4）建立了花生iPBS技术体系，获得了多条甘蔗LTR反转录转座子的PBS-LTR序列；5）建立了利用染色体步移技术和反向PCR技术扩增甘蔗LTR反转录转座子全长序列的技术体系；6）基本建立了甘蔗甲基化敏感扩增多态性技术、反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术体系；7）利用甲基化敏感扩增多态性技术、反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术研究甘蔗茎尖脱毒苗及其后代的表观遗传变异，明确了甘蔗茎尖脱毒苗表观遗传变异与反转录转座子活性的关系；8）建立了甘蔗CBDP技术、SrMITE244转座子分子标记技术体系；9）完成了甘蔗cpSSR、BAC-SSR分子标记的开发及引物设计；10）开展了甘蔗高通量RAD简化基因组测序及分子标记开发研究；11）开展了甘蔗品种的IBAP和EBAP标记技术研究；12）甘蔗MITE转座子和SINE反转录转座子的初步鉴定；13）通过其它渠道获得了甘蔗LTR反转录转座子；14）通过PCR扩增获得了甘蔗non-LTR SINE反转录转座子(AU)、Pong转座子、En-Spm（CACTA）转座子、MLE和PIF转座子的保守区；15）开展了果蔗拔地拉（Badila）及其变异类型的分子鉴定；16）在以上基础上获批1项国家自然科学基金青年科学基金项目；17）以第一发明人身份申请了1件国家发明专利和9件实用新型专利（其中授权了4件实用新型专利）；18）以第一作者及通讯作者在《基因组学与应用生物学》、《热带作物学报》、《广东农业科学》、《湖南农业科学》上发表了4篇研究论文。　　4、创见与创新首次分别利用iPBS技术和简并PCR技术分离获得甘蔗基因组中的LTR反转录转座子的PBS-LTR序列和RT序列；首次利用染色体步移技术和反向PCR技术扩增甘蔗基因组中的LTR反转录转座子的全长序列，并得到部分序列；首次初步建立甘蔗反转录转座子分子标记技术和转座子甲基化展示技术。　　5、社会经济效益，存在的问题本项目研究属非盈利性基础研究，直接经济效益无法体现，主要体现在间接经济效益方面，本项目研究获得了与供体遗传性一致的甘蔗茎尖脱毒苗，并在生产上得以大规模应用，已经服务于广西乃至全国甘蔗的生产。本项目研究的完成将加快广西乃至全国甘蔗脱毒健康种苗的研究步伐，丰富甘蔗脱毒健康种苗研究的理论水平，提高甘蔗健康种苗的应用水平，促进广西蔗糖产业和科研的健康快速发展，同时也将为甘蔗健康种苗的研究培养一批高技术专业人才。但由于本项目研究时间短暂，无法对本项目的部分研究结果进行全面深入地研究，基于本项目研究中产生的某些创新性想法一时也无法得到进一步深入展开。
联系人：	谭宏伟	成果登记日期：	2017-12-21
联系人email：	hwtan@gxaas.net	单位代码：	94502301
邮政编码222：	530007	联系人电话：	13807808116
单位传真：	0771-3899390	单位通讯地址：	广西壮族自治区南宁市大学东路172号
单位所在省市：		单位电话：	0771-3899007;3899558
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	刘俊仙;李松;熊发前;刘丽敏;刘昔辉;高轶静	资源采集日期：	2019-04-15

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