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我院硕士研究生在水稻遗传多样性研究中取得重要成果
发布时间:2021-06-24 18:23:07  阅读次数:
  2021619日,国际知名期刊《BMC genomics》上发表标题为 “Conversion between 100-million-year-old duplicated genes contributes to rice subspecies divergence” 的研究论文。我院2018级硕士研究生魏晨丹为该文章第一作者,汪建宇为共同第一作者;参与该研究工作的还有硕士研究生滕佳、申少奇、肖启蒙,以及多名2017级,2018级生物信息学专业本科生,导师王金朋副教授为该项研究的通讯作者。
 

 

  
 

1. 稻属重复基因间置换事件推断的系统发育基因学模型

研究基于最新的稻属物种基因组数据,利用最新开发的解析基因组同源信息的流程,鉴定了稻属亚种籼稻(Oryza sativa subsp. Indica/Xian)和粳稻(O. sativa subsp. Japonica/Geng)基因组中约一亿年前,由禾本科共有多倍化事件产生的重复基因;结合比较和系统发育基因组学,推断了稻属亚种(以及不同品种)形成之后,多倍化产生的部分同源染色体之间存在DNA信息不对称替换(DNA置换),这种置换有时影响到整个重复基因序列,有时仅仅影响到重复基因的部分位点,只有10多个,到几十个核苷酸位点。另外,研究中对全基因组该类遗传创新事件发生的规模、模式,影响该类遗传事件发生的因素,以及对基因组和重要性状基因进化带来的影响进行了深入的探索研究,获得了一系列重要发现。突出地,研究揭示水稻中由古老基因组加倍产生的重复基因,在最近依然以较高频率受着基因置换的影响,维持了重复序列之间的相似性;但可能加速了稻属物种的进化,在稻属物种多样性形成中占有非常重要的角色。


  

 

2. 稻属基因组中发生DNA置换的重复基因在基因组中的分布

研究得到了国家自然科学基金青年项目、河北省自然科学基金面上项目的支持。


  

 

3. 三个稻属基因组中置换事件的供体基因偏好性分析

水稻是世界上最为重要的粮食作物之一,是全球超过一半人口的主食,为人类生存提供了超过20%的能量;所属的稻属有27个种,主要分为野生型和栽培种两种类型。稻的栽培历史可追溯到公元前12,000-16,000年前的中国;《史记》和《夏本纪》中都记载大禹时期曾广泛种植水稻:“令益予众庶稻,可种卑湿。命后稷予众庶难得之食。食少,调有余相给,以均诸侯。”当中国被广为栽种后,逐渐向西传播到印度,并引入到欧洲。

有关水稻的研究一直以来都备受国内外学者关注,并取得了非常瞩目的成果。得益于基因组测序的不断完成,极大的加速了人们对水稻分子水平上遗传创新的认识。水稻栽培种的两个非常具有代表性的亚种籼稻(Oryza sativa subsp. Indica/Xian)和粳稻(O. sativa subsp. Japonica/Geng),其基因组经历了多个版本的更新完善,有了较高质量的基因组信息,为其精细化的比较基因组学研究提供了机会;该项研究成果能够拓展水稻的分子遗传学基础,为水稻的可持续品质改良提供重要的基因组学支持。

    魏晨丹,20189月考入澳门第十三场娱ssd0000,攻读生物学专业硕士学位,主要进行生物信息学、植物基因组学研究,导师王金朋副教授。学习期间,以第一作者和主要参与作者发表SCI学术论文7篇,代表作发表在《BMC genomics》(SCI二区顶级期刊);参与了国家自然科学基金青年项目、河北省自然科学基金面上项目各1项。

 

 

 

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