【摘 要】
:
桃(Prunus persica L.)是世界性的重要果树树种,我国桃栽培面积和产量均居世界首位,其基因组较小,仅为230 Mb,童期短,是蔷薇科果树最具有代表性的二倍体树种,桃高质量基因组图谱为桃基因组研究提供了强有力的保障。基因组结构变异(Structural Variation,SV)是遗传变异的重要类型,对生物性状具有极重要的影响。目前已知桃果实有毛/无毛性状、白肉/黄肉性状、溶质/不溶质
【基金项目】
:
国家自然科学基金(31972392);
论文部分内容阅读
桃(Prunus persica L.)是世界性的重要果树树种,我国桃栽培面积和产量均居世界首位,其基因组较小,仅为230 Mb,童期短,是蔷薇科果树最具有代表性的二倍体树种,桃高质量基因组图谱为桃基因组研究提供了强有力的保障。基因组结构变异(Structural Variation,SV)是遗传变异的重要类型,对生物性状具有极重要的影响。目前已知桃果实有毛/无毛性状、白肉/黄肉性状、溶质/不溶质性状、粘核/离核性状等都与基因组SV密切相关。然而,目前桃基因组研究大多基于单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),对SV的研究与利用十分匮乏,尚未有一份高质量的SV图谱可供参考,而且基因组SV往往与生物性状息息相关。因此,开展桃基因组SV研究与利用意义重大,将对进一步开展桃性状相关基因挖掘提供重要的参考。主要研究结果如下:1.通过对336份来自世界各地的桃样本进行深度重测序,开展了桃基因组SV鉴定工作,共鉴定出202,273个SV,包括121,527个indels、10,728个DUP、8,336个INV、61,682个TRA,构建了完整的基因组SV图谱。2.通过分析SV对基因组的影响,发现桃基因组中约98%的基因均会受到SV的影响,未受影响的基因大多行使维持生命活动的基本功能。在桃进化过程中,SV也扮演了重要的角色,驯化过程中共有55,196个SV受到选择,影响了2,123个基因,改良过程中有27,271个SV受到选择,共有1,207个基因受影响。3.利用鉴定的SV开展了26个农艺性状的全基因组关联分析(GWAS),发现利用SV数据开展GWAS比利用SNP开展GWAS,能更加准确且高效地鉴定到与性状相关的基因组遗传变异。本研究不仅成功鉴定出4个已报到的农艺性状调控位点,而且重新鉴定到与果实成熟期性状关联的遗传变异及关键候选基因Prupe.4G186800,该基因的9-bp插入与果实早熟密切相关;鉴定到与近核处果肉颜色相关的变异位点及关键基因Pp MYB10.1,该基因启动子区487-bp的DEL增强了该基因的表达,合成花色苷的能力增强。基于SV的GWAS结果为后续性状基因挖掘提供了重要参考。4.蟠桃果形关键基因挖掘。首先,通过蟠桃、圆桃果实发育期的动态表型观察及显微结构分析,发现造成蟠桃果形扁平的主要原因是蟠桃果实纵向细胞数目显著低于圆桃果实纵向细胞数目;其次,通过GWAS鉴定到一个与蟠桃果形紧密连锁的1.67-Mb的染色体倒位变异,基于该变异可以准确区分蟠桃与圆桃;然后,通过比较转录组与基因表达分析,筛选到果形关键基因PpOFP1;最后,通过番茄遗传转化,证明PpOFP1控制扁平果形的形成。5.蟠桃果实纯合败育关键基因挖掘。首先,通过分析可育蟠桃、败育蟠桃、圆桃的生理特征,发现造成蟠桃早期败育的主要原因是种子的糖与淀粉合成不足,种胚无法正常发育,引起果实败育,而非授粉受精不良;其次,通过比较转录组、基因表达和启动子活性分析,鉴定到关键基因PpSnRK1βγ;最后,通过番茄遗传转化、桃果肉瞬时转化,证明该基因具有增强糖、淀粉合成的功能,间接表明PpSnRK1βγ表达的降低与蟠桃果实败育相关。
其他文献
骨软骨病(osteochondrosis,OC)是以软骨内骨化发生局灶性紊乱为特征的软骨疾病。通常引起人和动物关节疼痛和功能障碍等临床症状。OC患者初期临床症状不明显,导致其早期诊断困难。发展到中后期却治疗困难。关于OC的病因学的研究集中在缺血性生长软骨损伤,主要表现为细胞大量坏死或凋亡,软骨基质胶原和蛋白聚糖降低。然而,这种基质的主要成分和微观结构的变化规律还不明确,引起这种病变的潜在生物学机制
测序技术的迅速发展促进了猪参考基因组的日益完善。然而猪基因组中绝大多数的顺式调控元件尚不明确,这限制了猪作为动物蛋白供应和生物医学模型的遗传改良与应用。为了弥补这方面的空白,本研究采用类似于DNA元件百科全书(ENCODE)和Roadmap表观基因组计划的策略,基于转录组测序(RNA-seq)、染色质可及性测序(ATAC-seq)和组蛋白修饰(H3K27ac和H3K4me3)的染色质免疫共沉淀测序
香蕉属于典型的“嗜钾”作物,生育期需要大量的钾肥。然而,我国华南香蕉产区部分蕉园土壤有效钾含量偏低以及不合理追施钾肥等问题现状的存在,加剧香蕉缺钾胁迫的危害程度。为阐明香蕉应答缺钾胁迫的生理和分子机制,本研究以香蕉主栽品种“巴西蕉”(Musa acuminate L.AAA ground,cv.Brazilian)为实验材料,采用幼苗盆栽试验,设置3个钾浓度水平:K0(0.00mmol/L)、K1
绵羊是重要的畜种,它能够为我们提供羊肉、羊奶、羊皮和羊毛等多种产品。对于肉用绵羊,生长和繁殖是选育的主要目标。但是,与绵羊生长和产肉相关的遗传因素还没有完全确认。因此,研究调节控制生长和产肉性状的代谢通路和基因将为提高羊肉产量和质量提供新策略。瘦素-黑皮质素信号通路上的基因在体重调节和能量稳态中至关重要。该通路上的相关基因,尤其是黑皮质素4受体(MC4R)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)和
高校英语专业课程思政的教学实践是以课堂话语为媒介,教师和学生共同诠释思政意涵、构建价值理解、达成理性共识的过程。分析英语专业的12节课程思政课例,梳理教师在课堂话语中融入的高频思政元素,构建了涵盖人文情怀、家国情怀、个人品格和科学观的思政元素框架图。教师运用以互文性为前提的互动、意义协商和突显信息焦点的课堂话语策略,形成"对话—理解—共识"的课程思政教学路线,将思政元素有机融入英语专业教学实践中。
结核病(TB)是分别由结核分枝杆菌(Mtb)和牛分枝杆菌(牛分枝杆菌)引起的人类和牛的高传染性疾病。两种物种都拥有近99%的基因组同一性,并且可以以比感染自己的宿主更少的疾病严重程度感染彼此的宿主。这一观察结果导致了针对人类结核病的卡介苗芽孢杆菌(BCG)疫苗(牛分枝杆菌的改良形式)的开发。目前,卡介苗是唯一可用于结核病的疫苗,对成人没有增强作用和功效。有希望的辅助剂或BCG补充剂仍然是克服结核病
中国是桃产业大国,栽培面积和产量均为世界第一。然而,桃疮痂病在我国各桃产区普遍发生,造成桃品质下降、产量降低,对我国桃产业的健康发展构成严重威胁。本研究通过对我国14省、不同品种、不同发病部位的桃疮痂病样进行症状观察,对病原菌进行分离、鉴定、生物学研究,对病原菌种群进行遗传多样性分析;对桃疮痂病菌侵染桃叶片过程进行细胞学观察;同时,建立了一套桃疮痂病菌对杀菌剂敏感性的检测体系,并基于此系统调查了我
粘体动物(Myxozoa)是形态简单、个体微小的专性内寄生虫,宿主范围广泛,能寄生鱼类、两栖类、爬行类、鸟类及哺乳类。当前,关于粘体动物的研究主要集中于分类学、生活史及起源与适应性进化,其中,起源与适应性进化是研究的重点和热点。近三十余年来,粘体动物的阶元归属经历了从原生动物到后生动物,再到两侧对称生物以及刺胞动物的过程。但限于技术手段,目前无法进一步确定粘体动物在刺胞动物内部的具体归属和进化地位
柑橘具有独特的果实结构,不同组织的功能和形态各不相同。因此,在全器官或混合组织水平进行分析不可避免地会掩盖许多组织特有的现象。同时,柑橘具备典型非呼吸跃变型果实的成熟特征,针对于其成熟调控机理的研究尚不清晰。本研究以‘奉节72-1’(Citrus sinensis L.Osbeck)从幼果到成熟果实的6个发育阶段和4个主要组织类型(油胞层、白皮层、囊衣和汁胞)为主要研究材料,加上其他一些柑橘主栽品