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专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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王印政研究组在大豆果实驯化生物学研究中取得突破  

2014-02-27 13:24:29|  分类: 功能基因组与实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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王印政研究组在大豆果实驯化生物学研究中取得突破

http://www.lseb.cn/Read.aspx?ItemID=438

果实落粒抗性作为古代人类首先选择的重要农艺性状被认为是作物驯化的里程碑。栽培大豆是人类最重要的植物油和蛋白来源,其果实的裂荚抗性是重要的驯化性状。

中科院植物研究所王印政研究组针对栽培大豆果实裂荚抗性这一关键驯化性状展开了全面而深入的研究。研究人员首先发现果荚腹缝线维管束细胞壁剧烈增厚 的纤维帽细胞(Fiber Cap Cells, FCC)是决定栽培大豆果实裂荚抗性的关键细胞结构,而离层细胞在野大豆和栽培大豆之间并没有发生变化。他们进一步开展了免疫组织化学蛋白定位、激光捕获 显微切割微量组织基因表达分析、基因功能互补实验、遗传学分析、大区段基因组(365kb)人工选择痕迹的检测以及相关功能元件的发现和验证等一系列研 究。结果显示,从野大豆到栽培大豆的驯化过程中强烈的人工选择使NAC基因家族SHAT1-5基因上游4kb处的一个抑制子被彻底清除,使SHAT1-5在栽培大豆纤维帽细胞中的表达剧烈上调,表达强度较野大豆提高了15倍,导致其次生壁显著加厚,从而有效阻止了果荚的自然开裂过程。HAT1-5基因座位的强烈人工选择导致栽培大豆基因组第16号染色体产生~116 kb区段的DNA多态性选择性清除。该机制与禾谷类作物由离层的失去导致落粒抗性的分子机制完全不同。该基因及其相关调控机制在豆类新品种培育和分子育种中具有重要应用前景。

2月19日,研究结果在Nature Communications期刊以“Pod shattering-resistance associated with domestication is mediated by a NAC gene in soybean”为题在线发表。论文的第一作者是董阳博士。

研究工作得到国家科技基础性工作专项和国家自然科学基金重大项目的资助。

王印政研究组在大豆果实驯化生物学研究中取得突破 - 云之南 - 云之南

图:栽培大豆果荚裂荚抗性产生的细胞学和遗传调控机制

A)栽培大豆与野生大豆果荚裂荚性状的对比解剖学分析;(BSHAT1-5基因表达模式分析以及栽培大豆与野生大豆FCC基因表达对比分析;(CSHAT1-5基因编码区在拟南芥nst1-1;nst3-1突变体中的功能验证;(DSHAT1-5基因在栽培大豆与野生大豆杂交F2分离群体中功能和表达分析;(EGARP顺式作用元件功能分析;(FSHAT1-5基因位点以及周边区域的选择分析。

文章链接:http://www.nature.com/ncomms/2014/140219/ncomms4352/full/ncomms4352.html


其他几篇这方面的文献:


http://www.nature.com/ng/journal/v44/n6/full/ng.2281.html
Parallel domestication of the Shattering1 genes in cereals

http://www.sciencemag.org/content/311/5769/1936.short
Rice Domestication by Reducing Shattering

shattering多个位点控制,sh1和sh4应该机理不太一样
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