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稻属BBCC多倍体亚基因组间的基因表达分化及其分子机制

稻属BBCC多倍体亚基因组间的基因表达分化及其分子机制
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  • 批准号:31670225
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:植物进化与发育(C020303) |
  • 项目负责人:邹新慧
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院植物研究所
  • 资助金额:61万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 稻属;BBCC;多倍体;亚基因组
  • 英文关键词:Hybridization;Polyploidization;Allopolyploid;Subgenome;Gene expression

项目摘要

中文摘要

杂交和多倍化是植物中的一种普遍现象并在进化中扮演着重要角色。异源多倍体中重复基因(部分同源等位基因)的进化式样一直都是多倍体研究的核心内容。近年来的研究发现,种间杂交和基因组加倍可能对全基因组范围内的基因表达产生冲击作用,极大程度上改变其原有表达模式。然而,纵观不同的植物类群,重复基因的表达式样错综复杂,尚未达成共识,尤其是表达分化形成的分子机制还一直成谜。本项目拟以稻属中具有独特研究优势的BBCC异源四倍体物种体系为研究对象,充分利用大规模测序技术和进化基因组的分析方法,开展基因组重测序、转录组测序、全基因组DNA甲基化和小RNA分析的整合研究,以期从全基因组水平分析部分同源等位基因的基因表达分化式样,并探寻其可能的遗传和表观遗传机理。本研究的预期结果将有助于揭示异源多倍化过程所诱导产生的亚基因组之间基因表达分化的式样及其潜在分子机制,同时,也将对植物遗传育种提供新的启示。

英文摘要

Hybridization and polyploidization have long been recognized as a common phenomenon and played important roles in the evolution of plants. The expression patterns of duplicated genes in allopolyploids (i.e., homoeologs) are always a hot topic in evolutionary biology. Recent studies show that allopolyploidization, which involves the interspecies hybridization and genome doubling, is usually accompanied by extensive changes to patterns of parental gene expression ("transcriptome shock"). However, the expression patterns of homoeologs varied in a complicated way, and in particular, the mechanism involved is poorly understood. In this study, we select the BBCC tetraploid and its diploid progenitors in Oryza, which is an excellent system for allopolyploid research, and take full advantage of the Next-generation Sequencing technology. Through Whole-genome Resequencing, RNA-seq, Whole-genome Bisulfite Sequencing, as well as small RNA-Seq, we aim to detect the expression divergence of homoeologous genes at the genomic level and explore the genetic and epigenetic consequences of allopolyploidization in BBCC tetraploid. The proposed investigation will not only enhance our knowledge on gene expression divergence between subgenomes of allopolyploids and its underlying mechanism, but also facilitate molecular breeding in crop improvement.

评估说明

    国家自然科学基金项目“稻属BBCC多倍体亚基因组间的基因表达分化及其分子机制”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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