中文摘要
申请人以林木基因组、功能解析及林木分子育种基础研究为主攻方向,代表性成果包括:1)在林木基因组研究基本平台构建方面取得了显著成绩。2)在林木重要性状基因定位与克隆研究中取得了该领域有代表性的研究成果。3)开发了将杨树测序个体的基因组信息应用于不同杨树种遗传研究中的工具和资源。4)利用基因组学研究手段在揭示树木雌雄同株向雌雄异株进化及临域性物种形成的遗传机制方面取得了重要成果。近五年发表SCI论文17篇,累积影响因子122.8,论文SCI他引1000多次。2010年入选江苏省十大青年科技之星;2008年度入选教育部长江学者奖励计划;曾被评为美国能源部橡树岭国家实验室有杰出贡献研究人员;获美国能源部橡树岭国家实验室科学技术奖;入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”;获瑞典国际基金会青年科学奖;参编《林木遗传育种学》获国家优秀科技图书二等奖,是Genome Research等著名国际期刊的审稿人。
结题摘要
大多数植物为雌雄同株,只有约4%的植物为雌雄异株。动物的性别决定研究的相对清楚,但对植物性别决定的研究开展较少。杨树为雌雄异株的植物,基因组测序揭示杨树是由一个具有10条原始染色体的物种经过一次全基因组复制事件进化而来。细胞学水平上的研究没有发现杨柳科植物基因组中有形态上存在差异的性染色体,但现代基因组学研究发现了杨树基因组中正在形成的原始性染色体。杨树个体高大,世代周期长,难以开展大规模田间实验,而原产我国的簸箕柳是当年开花的小灌木。本项目旨在以簸箕柳的性别基因克隆为例,阐明杨柳科植物性别决定的遗传机制;同时,通过开展簸箕柳基因组研究,建立木本植物重要性状遗传解析的基本平台。通过项目的实施,取得了如下主要成果:(1) 以簸箕柳为材料配置杂交组合,获得性别决定基因定位的作图群体;(2) 采用重测序技术完成了簸箕柳高密度遗传图谱的构建,为性别基因的精细定位奠定了基础;(3) 完成了簸箕柳全基因组测序,结合高密度遗传图谱,完成了测序骨架沿染色体的组装;(4) 完成了簸箕柳作图群体性别的调查,并完成了性别基因在染色体上的精细定位;(5)发现杨树和柳树中不同的常染色体进化成了性染色体,且这两个姊妹属中性染色体的分化发生在这两个属分化之后,这一发现为性染色体是由常染色体进化而来的假说提供了直接证据;(6) 完成杨树和柳树性别基因对应区间基因序列分析,并利用图位克隆技术克隆了决定杨树和柳树性别的候选基因,为早期鉴定杨柳科植物性别奠定了基础;(7) 开展了杨树和簸箕柳染色体水平的共线性分析,建立了杨柳科植物遗传研究的大遗传平台。项目成果不仅在揭示杨柳科植物性别分化机制取得了重要进展,也为开展杨柳科植物重要性状遗传解析及分子育种研究构建了重要的基础平台。项目成果在《Cell Research》等杂志上发表高水平论文10余篇、获国家发明专利2项、软件著作权2件。另外,通过项目实施,在团队建设和人才培养方面也取得了显著成绩。项目负责人先后入选“科技部中青年领军人才”及国家“百千万”人才计划,并获得“全国优秀科技工作者”荣誉称号。组建了林木常规育种、林木基因组与功能基因挖掘、林木生物信息学和杨树转基因功能验证相结合的研究团队,团队先后入选了教育部长江学者创新团队、江苏省创新团队和江苏省青蓝工程创新团队,成为我国林木基因组及林木重要性状遗传解析研究领域的一支起引领作用的研究力量。
