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我院刘文哲教授团队和赵鹏教授团队在瘿椒树基因组测序及雄全异株演化研究上取得重要进展
时间:[2020-12-02]         阅读: 次

瘿椒树(Tapiscia sinensis)为我国特有的第三纪孑遗植物,种群中雄株与两性株共存,为罕见的雄全异株繁育系统。为了揭示瘿椒树雄全异株株繁育系统起源与演化,西北大学生命科学学院刘文哲教授团队和赵鹏教授团队以瘿椒树为主要研究对象,比较雄花与两性花的个体发育过程、性别分化的时空模式,并利用群体选择消除分析比较了雄性和两性群体的全基因组,研究确定了303个候选的性别连锁基因,其中79个(25.9%)位于scaffold 25上,并且两性个体基因组scaffold 25中有一个24kb的区域缺失,该区域的5个基因TsF-box4TsF-box10TsF-box13TsSUT1TsSUT4在成熟雄花和两性花之间表达量差异显著。

进一步鉴定了8F-box基因、6LEA基因、4SUT基因和1GRP基因,这些基因与花发育、果实越冬和糖代谢有关,这些基因可用于瘿椒树育种或进一步鉴定影响性别决定的关键基因。通过对瘿椒树性别连锁基因的鉴定,为雄全异株演化、性别连锁基因功能分析、植物性别发育和果实发育等方面的研究提供参考。

1. 雄全异株植物瘿椒树化石点和现存种群地理分布及群体遗传结构

该研究首次对雄全异株植物瘿椒树进行了全基因组测序和群体基因组学分析,揭示了该植物群体遗传结构和性别连锁候选基因,并运用种群基因组学的方法解析了保护植物瘿椒树片段化分布的遗传机制,结果对雄全异株繁殖系统的演化和保护遗传学研究具有一定的指导意义。

2. 瘿椒树两性株和雄株的形态及花的发育过程

该研究20201201日发表在Nature旗下植物学期刊Horticulture Research(植物科学Top期刊),题目The de novo genome assembly of Tapiscia sinensis and the transcriptomic and developmental basis of androdioecy西北大学为论文第一和通讯单位,赵鹏教授和辛贵亮博士为论文第一作者,刘文哲教授为论文通讯作者,美国普渡大学Keith Woeste教授参与本项研究。该研究得到了国家自然科学基金31770413, 31270428, 41471038的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1038/s41438-020-00414-w


 
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