【摘 要】
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花生(Arachis hypogaea L.)是豆科植物中重要的油料作物,目前多个不同倍性的花生基因组已完成全基因组序列测定,为从基因层面研究花生结构变异和进化提供了数据基础。课题主要对8个花生基因组进行了比较分析,在花生基因组结构、非正常遗传重组和代表性重要功能基因的进化方面取得了一定进展:(1)鉴定了不同倍性花生进化过程中发生的大尺度染色体重排事件,发现二倍体野生种AA型基因组发生的染色体重排
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花生(Arachis hypogaea L.)是豆科植物中重要的油料作物,目前多个不同倍性的花生基因组已完成全基因组序列测定,为从基因层面研究花生结构变异和进化提供了数据基础。课题主要对8个花生基因组进行了比较分析,在花生基因组结构、非正常遗传重组和代表性重要功能基因的进化方面取得了一定进展:(1)鉴定了不同倍性花生进化过程中发生的大尺度染色体重排事件,发现二倍体野生种AA型基因组发生的染色体重排频率高于BB型基因组,并且确定了四倍体花生基因组中来源于祖先二倍体花生发生的重排事件,为推断四倍体花生起源提供了新的视角。(2)构建了花生与多倍化和物种分歧相关的8个基因组的基因同源共线性列表;并以此为基础,发现染色体重排可能影响基因丢失和进化,BB型基因组基因丢失率和进化速率高于AA型。(3)确定了每个花生基因组中豆科共有加倍(Legume common tetraploidy,LCT)和花生特异性加倍(Peanut recent allo-tetraploidy,PRT)产生的重复基因之间基因置换的规模和模式,发现基因置换促进了花生基因组的差异,基因在染色体上分布(包括物理位置、所处的重复区域长度),以及基因家族大小是影响基因置换频率的重要因素。(4)在不同倍性花生基因组中鉴定了NBS-LRR抗病和HSP70(Heat shock protein 70)抗逆基因,发现人工定向选择可能促使了花生栽培种抗病基因拷贝数高于花生野生种,48%~79%的NBS-LRR基因以基因簇形式分布在染色体上,染色体重排可能会破坏基因簇的形成;串联重复现象可能是HSP70家族扩增的重要原因。课题研究能够加深对花生基因组多倍化后结构进化、同源染色体片段之间的非正常遗传重组的认识,为研究花生抗病和抗逆基因提供了比较基因组学基础,对花生产业的可持续性发展具有重要意义。图22幅;表16个;参96篇。
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