科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业

需求背景

为进一步揭示枸杞重要品质性状与功能基因表达调控内在联系，在已完成枸杞全基因组测序的基础上，利用收集的丰富特异种质资源和创建的遗传群体，开展枸杞泛基因组及功能基因组学研究，绘制枸杞的全基因组遗传变异图谱，挖掘枸杞重要功能基因，研究重要功能基因的表达调控机制，为枸杞新种质创制提供理论及技术支撑。

需解决的主要技术难题

开展不同类型枸杞资源泛基因组研究，构建泛基因组数据库，获得枸杞功能基因的精准物理位置和信息，绘制全基因组变异图谱；利用全基因组比对分析，鉴定种质资源间的变异信息（SNP、CNV、SV、PAV），挖掘枸杞重要品质性状调控基因及基因家族，解析优异资源品质性状形成的分子机制；利用基因组、转录组和代谢组等技术，开展枸杞表型性状与基因型的关联分析（GWAS）和QTL定位，挖掘调控果实大小、颜色、功效物质（多糖、黄酮、亚精胺、花色苷等）合成相关的变异位点或候选基因，分离克隆关键功能基因，揭示基因表达调控机制，阐明其性状形成的分子基础；利用基因编辑等技术手段，开展果实大小、颜色、功效物质积累相关基因编辑研究；创制大果型高含量功效物质的种质材料。

期望实现的主要技术目标

构建泛基因组数据库1个；开发特异性分子标记100个以上；获得调控果实大小、颜色和功效物质含量相关基因30个以上；研发高效基因编辑技术体系1套；创制大果、高含量功效物质种质材料20份以上；建立枸杞基因组学平台1个；培养一支枸杞功能基因组学及遗传育种研发团队。

时限要求：2025年12月底前完成（4年）
揭榜方条件：有枸杞基因组学研究基础，掌握较充分的枸杞种质资源和育种技术术条件。

需求解析

解析单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团（中国农业工程学会） 解析时间：2022-11-03

用户887806

北京市农林科学院

副研究员

综合评价

枸杞是我国重要的药食同源植物，同时具有观赏及林业价值，随着枸杞需求量的不断增大，人们对枸杞的研究也不断深入。对枸杞进行功能基因组研究，使我们能够从分子层面去了解枸杞生长发育调控、药用活性成分的产生过程、主要代谢途径及其相关基因的表达调控机制，进而推进枸杞次生代谢物的开发和新品种培育及品质改良，提高枸杞的应用性和价值性，推动枸杞产业资源化及标准化。在此背景下，中心开展枸杞功能基因组学研究与应用具有广泛的市场潜力。该需求涉及植物功能基因组学领域专家，不需要跨行业专家共同解决。枸杞功能基因组学研究可集中于在枸杞全基因组测序的基础上，利用转录组学、蛋白质组学及代谢组学等多组学技术研究不同种类枸杞基因多样性，与枸杞生长发育、药用活性成分代谢及抗胁迫耐受性的基因表达调控机制并分离鉴定其功能基因，进而开展其相关应用研究，包括1）过表达或基因沉默枸杞中的特定功能基因以改变特定性状，提高产量或品质；2）对枸杞中抗性基因进行改良以培育具有某种优良性状的品系；3）异源表达枸杞中特定功能活性代谢物相关基因，获得高纯度代谢产物等。

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