863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究重大项目课题申请指南.docx

863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究重大项目课题申请指南.docx

《863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究重大项目课题申请指南.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究重大项目课题申请指南.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究重大项目课题申请指南

附件1：

863计划现代农业技术领域“主要动植物功能基因组研究”重大项目课题申请指南

一、指南说明

动植物功能基因组研究为人类认识生物、改造生物提供重要基础，已成为农业高技术的重要组成部分，同时也是农业生命科学领域国际竞争的焦点。

本项目依据我国经济社会，特别是农业农村经济发展的重大需求和现有研究开发基础，以水稻和家蚕为支持重点，同时支持有较好研究基础的主要动植物，以获得一大批有重要应用价值的基因产权为主要目标，系统开展功能基因组研究，为主要动植物品种改良，实现“高产、优质、抗逆、生态、安全”发展目标提供基因资源和知识基础。

项目利用“十五”建立的水稻功能基因组的技术平台，系统开展水稻产量、品质、抗病抗逆、营养高效性状的功能基因组研究，克隆验证新基因和调控因子，应用芯片技术建立水稻重要农艺性状的全基因组表达谱，并开展比较基因组学研究和第3、4染色体功能基因的系统鉴定；利用水稻、拟南芥等模式植物功能基因组的技术平台，开展小麦、玉米、棉花、油菜、大豆、花生、番茄等作物的功能基因组研究，克隆验证重要农艺性状基因；建立家蚕和家鸡的功能基因组研究技术平台，分离克隆与家蚕丝蛋白质合成、性别决定、发育变态、分子免疫和对微生物抵抗性、鸡的生长、品质、抗性、繁殖等重要经济性状相关的重要功能基因和调控因子。

项目的总体目标为：

建立并完善水稻、家蚕大规模地开展功能基因组研究的技术体系；建立水稻产量、品质、抗逆、营养高效等重要性状的全基因组表达谱，揭示表达调控网络，初步弄清水稻第3、4两条染色体大部分基因的功能；克隆水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜、花生、番茄、家蚕、家鸡等物种新基因和调控因子1700个以上，其中50个以上有重要应用前景；申请基因（含调控因子）专利450个以上，发表高水平研究论文400篇以上。

通过项目的实施，使我国水稻功能基因组研究领域整体达到国际领先水平；小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、花生、番茄等作物的功能基因组研究具备一定的规模，并在国际上形成局部优势；建立较完善的家蚕功能基因组研究的技术平台，家鸡功能基因组研究取得较大进展，形成进入国际先进水平的能力。

此次发布的是现代农业技术领域“主要动植物功能基因组研究”重大项目的课题申请指南，安排国拨经费1.7亿。

二、指南内容

课题1.水稻产量性状的功能基因组研究

研究目标：

分离克隆控制水稻产量和杂种优势的基因并验证功能。

研究内容：

通过对课题前阶段产生的突变体库进行系统筛选，获得水稻株型、穗型、粒重、生育期等性状的突变体，分离克隆基因及调控因子；系统建立产量性状和杂种优势的基因表达谱，鉴定特异表达基因的功能，分析其对提高产量和增强杂种优势的价值；图位克隆法分离克隆产量性状基因（QTLs）。

考核指标：

分离克隆调控水稻株型、穗型、粒重、生育期等性状的基因及调控因子300个以上，其中有重要应用前景基因10个以上，申请专利120项以上，发表高水平研究论文70篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨2700-2800万。

课题2.水稻品质性状的功能基因组研究

研究目标：

分离克隆控制稻米品质的基因并验证功能。

研究内容：

通过对课题前阶段产生的突变体库的系统筛选，获得稻米外观品质、食味品质、蒸煮品质、营养品质等性状的突变体，分离克隆基因及调控因子；图位克隆法分离克隆稻米品质基因（QTLs）。

考核指标：

分离克隆调控稻米外观品质、食味品质、蒸煮品质、营养品质等性状的基因及调控因子300个以上，其中有重要应用前景基因5个以上，申请专利80项以上，发表高水平研究论文60篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨2700-2800万。

课题3.水稻抗逆和营养性状功能基因组研究

研究目标：

分离克隆控制水稻生物和非生物逆境、氮磷养分吸收和利用效率的基因并验证功能。

研究内容：

通过对课题前阶段产生的突变体库的系统筛选，获得水稻抗病、抗旱、抗盐、氮磷营养高效等性状的突变体，分离克隆基因及调控因子；系统建立病原、逆境、低氮低磷等条件胁迫的基因表达谱，系统鉴定胁迫条件下特异表达基因的功能，分析其对提高抗逆和营养利用效率的价值；图位克隆法分离克隆抗逆和营养性状基因（QTLs）。

考核指标：

分离克隆调控抗病、抗旱、抗盐、氮磷营养高效等性状的基因及调控因子300个以上，其中有重要应用前景基因10个以上，申请专利100项以上，发表高水平研究论文70篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨2700-2800万。

课题4.水稻第3、4染色体基因的功能分析

研究目标：

确定第3、4染色体大部分基因的表型效应。

研究内容：

通过比较基因组学分析，系统分析和鉴定水稻3、4号染色体功能基因；突变体库（项目十五期间我国自行构建及必要的国外引进）与RNAi及其它基因功能分析技术相结合，田间种植并辅之以干旱、低氮、低磷等胁迫条件筛选，系统鉴定基因功能。

考核指标：

初步阐明水稻3、4号染色体大部分基因对表型的影响，分离新的功能基因100个以上，申请专利20项以上，发表高水平研究论文5篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨900-1000万。

课题5.水稻功能基因组研究技术和信息平台的完善

研究目标：

建立完善水稻功能基因组研究平台技术。

研究内容：

繁殖、整理好已建成的突变体库，进一步分离侧翼序列，使70%以上的转基因株系有侧翼序列的标签；进一步分离克隆全长cDNA，使全长cDNA克隆总数覆盖基因数的90%；完善水稻功能基因组的各种数据库及生物信息分析系统和设施；建立基因组水平DNA甲基化分析技术、组蛋白甲基化和乙酰化修饰等功能基因组新的平台技术。

考核指标：

数据完整、能对外及时供种的突变体株系20万个，其中70％有侧翼序列，覆盖全基因组90％以上基因的全长cDNA，较完善的稻属比较基因组学数据库和技术平台。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨900-1000万。

课题6.小麦抗病性状功能基因组研究

研究目标：

分离克隆控制小麦主要病害的抗病基因并验证功能。

研究内容：

以小麦对白粉病、赤霉病、条锈病、纹枯病和黄矮病的抗性为研究对象，利用具有我国特色的遗传资源，研究小麦基因组中的抗病基因（R基因）、抗病信号传导基因、防卫反应基因的数量、结构与基因组分布，鉴定和分离与抗病过程紧密相关的关键新基因，明确关键新基因的物理定位、表达调控规律、生物学功能以及经济利用价值。

考核指标：

获得与小麦抗白粉病、赤霉病、条锈病、纹枯病和黄矮病相关的基因300个以上，关键新基因10个以上，其中3个具有重要应用前景，申请专利10项以上，发表高水平研究论文20篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨450-550万。

课题7.小麦营养高效利用性状功能基因组研究

研究目标：

分离克隆控制小麦氮磷吸收利用效率基因并验证功能。

研究内容：

以小麦对磷和氮高效利用性状为研究对象，利用我国特有的遗传资源，鉴定和分离与磷、氮高效利用密切关联的相关和关键新基因，明确关键新基因的物理定位、表达调控规律、生物学功能以及经济利用价值。

考核指标：

获得与小麦高效利用磷、氮营养元素相关的基因100个以上，关键新基因5个以上并验证其功能，其中2个具有重要应用前景。

申请专利10项以上，发表高水平研究论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨450-550万。

课题8.玉米功能基因组研究平台建设和农艺性状基因的克隆

研究目标：

获得玉米全长cDNA库和突变体库，克隆农艺性状基因。

研究内容：

以我国玉米生产上广泛应用的自交系为材料构建全长cDNA文库2-3个，进行测序和生物信息学分析，供基因克隆和表达分析使用。

同时，通过转座子（特别是Mu）或农杆菌介导转座子插入等多种方法，建立我国的玉米突变体库，获得独立的突变体2000个以上，并对突变体进行初步的遗传分析。

在此基础上，克隆与玉米产量等重要农艺性状相关的基因，并进行基因的表达特性和功能分析。

考核指标：

获得玉米全长cDNA克隆和序列信息5000条；获得玉米突变体材料2000份，应用突变体分离克隆农艺性状基因5个以上。

申请专利10项以上，发表高水平研究论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-300万。

课题9.玉米抗逆、抗病、品质的功能基因组研究

研究目标：

分离克隆玉米抗病、抗逆、品质基因并验证功能。

研究内容：

通过基因表达谱分析、比较基因组和同源克隆等方法筛选玉米抗逆、抗病和品质等候选基因。

在此基础上，进行基因表达产物分析、转基因功能验证（过量表达、基因沉默技术和RNA干扰技术等）、转基因模式植物和转基因玉米的生理遗传学分析等，确定目标基因的功能，进而分析这些基因在玉米遗传改良中的利用价值和途径。

考核指标：

鉴定出调控玉米抗逆、抗病、品质等重要农艺性状的候选基因100个，包括具有重要应用价值的新基因5个以上。

申请基因（含调控因子）专利10个，发表高水平研究论文20篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨250-350万。

课题10.棉花抗衰相关功能基因的克隆与验证

研究目标：

分离克隆棉花抗早衰、抗逆基因并验证功能。

研究内容：

构建逆境诱导的全长cDNAs文库，筛选与抗逆相关基因，研究基因表达；分离鉴定与抗早衰、抗旱、耐盐碱的相关基因，研究其表达模式，阐述棉花抗早衰、抗旱、耐盐碱的分子机制；分离特异启动子，并进行功能验证。

考核指标：

鉴定抗早衰、抗旱、耐盐碱特异表达的全长cDNA1000条；获得在棉花早衰、抗旱、抗盐中具有利用价值的关键基因5个以上，其中有重大应用前景的功能基因3个以上；分离特异启动子2-3并验证其功能。

申请专利5个；发表高水平论文10篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-300万。

课题11.棉花纤维品质相关功能基因的克隆与验证

研究目标：

分离克隆棉花纤维品质基因并验证功能

研究内容：

构建棉花纤维发育时期的全长cDNA文库，筛选与棉花纤维品质相关的基因，研究其表达谱；克隆棉花纤维起始、延伸、加厚（生长素合成、乙烯合成、延展蛋白、纤维素合成酶等）相关的基因，研究其在棉花纤维和品质形成中所起的作用；分离棉花纤维发育基因表达的调控因子、特异启动子，并研究其表达模式。

考核指标：

鉴定棉纤维突起及快速伸长期特异性表达的全长cDNA1000个，获得纤维主要发育时期的关键基因5个以上，并研究其功能，其中有重大应用前景的功能基因2个以上。

申请专利5项；发表高水平论文10篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-300万。

课题12.大豆优质基因的克隆及功能研究

研究目标：

分离克隆大豆蛋白质、油份形成关键基因并验证功能。

研究内容：

构建大豆种子发育时期全长cDNA文库，筛选与大豆蛋白质和油分形成相关的全长cDNA，研究基因的表达谱；利用模式植物和大豆基因组的共线性关系，筛选大豆蛋白质和油分形成的关键基因，并进行功能研究。

考核指标：

获得品质相关全长cDNA1000条以上；克隆控制大豆油分和蛋白质相关基因30个，鉴定10个以上键基因并验证其功能，发掘有重要应用价值的基因1－2个；申请专利10个以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨250-350万。

课题13.大豆抗病、抗逆及广适应性基因的克隆及功能研究

研究目标：

分离克隆大豆抗病、抗逆及广适应性基因并验证功能。

研究内容：

利用遗传作图、TILLING和模式植物生物信息分析等方法，克隆与生态适应性相关的基因，筛选出控制大豆开花及光周期反应的关键基因，研究其功能并阐明其信号传导网络；克隆抗病、抗逆相关基因，分析等位基因的变异，鉴定关键基因的功能并阐明其分子机理。

考核指标：

鉴定与大豆病害（大豆花叶病毒病、大豆疫霉根腐病等抗性）、大豆生态适应性（光周期反应、开花）相关基因20个以上；获得抗病、广适应性关键基因5个以上，并验证其功能，其中有重大应用价值新基因1－2个；申请专利10个以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨250-350万。

课题14.油菜抗菌核病和抗逆相关基因的克隆与功能分析

研究目标：

分离克隆油菜抗菌核病和抗逆基因并验证功能。

研究内容：

通过比较基因组学等方法克隆抗倒、抗寒、磷高效基因；利用基因过表达、RNAi、酵母双杂交、多元表达载体等技术，研究抗菌核病和抗逆基因的功能。

考核指标：

鉴定与抗病和抗逆的相关基因40个；获得功能明确的抗病、抗倒伏、抗寒、磷高效基因或调控因子10个以上，其中具有重要应用价值的新基因3个以上，申请专利10项以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-300万。

课题15.油菜品质和杂种优势利用相关基因的克隆与功能分析

研究目标：

分离克隆油菜品质和杂种优势利用相关基因并验证功能。

研究内容：

利用图位克隆、染色体步移等方法，克隆油菜雄性核不育基因、恢复基因和调控因子；利用拟南芥基因组芯片技术，研究核不育和育性恢复近等基因系的基因表达谱，克隆调控因子或关键基因；采用TILLING/ECOTILLING、图位克隆、T-DNA插入等方法，分离与油脂品质形成（高油酸、低亚麻酸、低硫苷、低芥酸和黄籽基因）及鞘脂形成的关键基因；利用基因过表达和RNAi等技术，研究控制育性基因或油脂品质形成基因的功能及其相互作用网络。

考核指标：

鉴定与雄性不育及其育性恢复、油脂和品质形成（高油酸、低亚麻酸、低硫苷、低芥酸和黄籽基因）、鞘脂形成的相关基因20个；获得控制育性、含油量及品质形成的关键基因10个以上，明确其功能，其中有重要应用价值的新基因2个以上，申请专利10项以上，发表高质量的论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-300万。

课题16.花生脂肪酸代谢的相关基因克隆与功能研究

研究目标：

分离克隆花生脂肪酸代谢的相关基因并验证功能。

研究内容：

构建花生种子发育时期的全长cDNA文库，建立花生不同发育时期的基因表达谱；克隆花生含油量和脂肪酸合成相关基因，鉴定控制花生含油量和脂肪酸合成的关键基因，并阐明其功能。

考核指标：

获得与含油量和脂肪酸合成相关的全长cDNA200条以上，克隆控制花生种子含油量和脂肪酸合成的关键基因5个以上，并鉴定其功能，其中有重大应用前景的功能基因2个以上；申请专利5项以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-250万。

课题17.花生抗病基因的克隆及功能研究

研究目标：

分离克隆花生抗病基因并验证功能。

研究内容：

构建病原菌诱导的全长cDNA文库，建立抗病基因表达谱；同时，利用比较基因组学方法，克隆与抗病（黄曲霉、青枯病等）相关基因；分离控制花生抗病的重要基因并进行功能研究。

考核指标：

获得与抗病性相关的全长cDNA200条以上；克隆抗病基因5个以上并验证其功能，其中有重大应用前景的功能基因2个以上；申请专利5项以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨200-250万。

课题18.番茄重要功能基因的克隆与验证

研究目标：

分离克隆番茄抗病虫新基因并功验证能。

研究内容：

大规模筛选番茄抗性缺失突变体，通过图位克隆的方法分离番茄抗病虫新基因及其调控基因；鉴定在抗虫、病反应中起重要作用的功能基因及其调控基因。

考核指标：

鉴定出100个可能调控重要农艺性状的（直系）候选基因；分离和鉴定重要基因50个，包括2个以上具有重要应用价值的新基因；申请专利10项以上，发表高水平论文10篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨280万。

课题19.家蚕功能基因组研究平台技术

研究目标：

建立家蚕功能基因组研究所必须的平台技术。

研究内容：

建立家蚕全基因组芯片和分析技术，蛋白质双向电泳和图谱分析技术，适应于功能基因组研究的家蚕遗传资源体系，重点建立覆盖家蚕所有连锁群的近等位基因系统，高效转基因技术。

考核指标：

设计制作包括20000个探针以上的家蚕全基因组芯片；建立以2-D和质量指纹图谱为核心的家蚕蛋白质组学研究体系；制作30个覆盖家蚕主要连锁群的等位基因系统。

申请专利1项，发表高水平论文15篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨500-600万。

课题20.家蚕基因表达谱和蛋白质组研究

研究目标：

建立家蚕主要器官的基因表达谱和蛋白图谱，分离功能蛋白。

研究内容：

应用家蚕全基因组芯片，建立重要发育时期、重要组织器官的基因表达谱；应用蛋白质组学技术，建立重要发育时期，主要组织和器官的蛋白质电泳图谱，鉴定功能蛋白；建立家蚕基因组表达和蛋白质组学数据库。

考核指标：

利用家蚕全基因组芯片对家蚕15个主要发育时期和组织器官的基因表达特征进行研究，建立表达图谱；利用蛋白质组学和比较蛋白质组学，研究蛋白质在不同时期和器官的表达特征，获取50个特征蛋白，建立家蚕基因表达和蛋白质数据库。

申请专利5项，发表高水平论文10篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨650-750万。

课题21.家蚕重要经济性状功能基因克隆

研究目标：

分离克隆家蚕丝蛋白质合成、性别决定、发育变态和对微生物抵抗性等重要性状基因，并验证功能。

研究内容：

重点围绕家蚕丝蛋白质合成、性别决定、发育变态和对微生物抵抗性等重要经济性状，分离克隆功能基因和调控因子。

考核指标：

克隆丝蛋白质合成、性别决定、发育变态、分子免疫和对微生物抵抗性等重要性状新基因和调控因子30个以上，其中5个以上有重要育种应用前景；基本阐明其中5个重要基因的生物学功能和其调控机理。

申请专利25项，发表高水平论文20篇。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨650-750万。

课题22.家鸡重要经济性状功能基因组研究

研究目标：

分离克隆重要生产性状的基因，并验证功能。

研究内容：

利用资源群体，精细定位影响重要生产性状的数量性状座位，通过建立重要QTL区域的高密度SNP单体型图结合连锁不平衡（LD）、候选基因关联、图位表达谱变异分析等方法，鉴定和克隆其功能基因；通过全基因组的寡核苷酸或cDNA芯片，建立肌肉、卵巢、免疫组织等分化、发育、代谢和衰老的转录组、生理组、化学代谢组，鉴定和分离相关功能基因。

考核指标：

本课题要精细定位重要数量性状座位50个以上，克隆并阐明分子机理的重要功能基因5个以上，建立2-3重要性状的基因表达谱，申请专利15-20项，发表高水平论文15篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨500－600万。

课题23.家鸡表观基因组技术及功能研究

研究目标：

分析表观遗传现象与表型变异的关系。

研究内容：

确定重要染色体区域甲基化、组蛋白乙酰化与表型变异的关系；克隆和鉴定小分子RNA等非编码RNA，分析其对重要生产性状形成的影响，利用RNAi等技术主要生产性状发育、表达和调控的相关网络。

考核指标：

揭示影响重要经济性状的染色体区域表观遗传变异10-15个，分离克隆小分子RNA20种，并解析调控网络。

申请专利5-10项，发表高水平论文15篇以上。

支持年限：

5年

经费来源：

国拨300-400万。

三、注意事项

1、课题申请单位及要求

课题申请依托国家重点实验室、国家基因研究中心、国家重大科学工程等研究基地的优先支持。

2、课题负责人的条件和要求

在动植物功能基因组研究取得了突出研究成果，有良好的工作基础，发表过高水平的研究论文。

3、课题任务落实方式

对于水稻功能基因组，延续“十五”重大专项的实施方式，根据能力、基础和课题需要，组织队伍落实研究任务，并明确各自的分工和任务。

原则上课题4、5的研究内容应与课题1、2、3结合申报。