甘蓝型油菜与二倍体亲本(白菜和甘蓝)的3D基因组结构特征比较与分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801052
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0607.基因组学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Brassica napus is one of the most important model for studying plant polyploidization due to the short history of its polyploid origin and formation. However, a majority of researches mainly focus on the genome variation on the one dimension, and the knowledge of three-dimensional (3D) genome structure and its dynamics during polyploidization remain poorly understand. High-throughput chromatin conformation capture (Hi-C) technology was recently developed in the field of three dimensional (3D) genome, which has been used to study the genome-wide 3D chromatin conformation in the nucleus. Here, to directly examine whole-genome chromatin interactions, we will perform Hi-C experiment and analysis on Brassica napus (AACC) and its diploid parents (Brassica rapa (AA) and Brassica oleracea (CC)). Then, we will characterize 3D genome architectures and find differences of the existence of A/B compartments, topologically associated domains (TADs) and chromatin loops between Brassica napus and its diploid parents (Brassica rapa and Brassica oleracea). Furthermore, we will also investigate the spatial proximity of homologs between inter-subgenomic in Brassica napus. This project will explore the evolutionary dynamics of 3D genome architecture following polyploidization in Brassica napus, which provides an important source for our understanding of evolutionary pattern of plant polyploid formation.
甘蓝型油菜起源和形成的历史较短,是植物多倍化研究的优选模型。现有报道大多是从一维基因组的角度研究多倍体化基因组变异,关于多倍体植物的三维基因组结构和多倍体化过程中三维基因组的结构变化的研究鲜有报道。高通量染色质构象捕获(Hi-C)是3D基因组领域近年来发展起来的一类技术,用于研究细胞核内染色质的三维空间构象。本项目将利用Hi-C技术测定甘蓝型油菜(AACC)与其二倍体亲本白菜(AA)和甘蓝(CC)的染色质交互数据,鉴定与比较甘蓝型油菜与白菜和甘蓝中的A/B区室(compartments)、拓扑结构域(TADs)和染色质环(loops)等三维结构基本特征,并研究甘蓝型油菜亚基因组间的同源基因的共定位作用,以此阐述甘蓝型油菜多倍化过程中三维结构的变化。本项目将解析多倍体物种形成中染色质三维结构的演化机制,为探讨多倍体植物基因组的进化规律提供重要的理论证据。

结项摘要

芸薹属植物是研究基因组进化的理想模型。白菜和甘蓝由共同的六倍体祖先分化而来,两者基因组序列非常保守,其保留下来的同源基因具有明显偏好性。探明同源基因的偏好性机制对于研究芸薹属物种基因组进化具有重要意义。高通量染色质构象捕获(Hi-C)是3D基因组领域近年来发展起来的一类技术,用于研究细胞核内染色质的三维空间构象。基因组的转录调控与生物功能与其三维结构密切相关。该项目构建了白菜和甘蓝三维基因组精细图谱和甘蓝型油菜三维基因组普通图谱。通过鉴定比较白菜和甘蓝的不同层次的染色质三维结构,发现两者的包括A/B区室,拓扑结构域在内的染色质结构非常保守。还发现两者的基因组三维结构与基因表达和表观修饰存在密切联系。此外。研究发现,在白菜和甘蓝中拥有基因数量更多的亚基因组的染色质交互更强,更易保留下来的同源基因对之间的染色质交互频率更高,表明进化中保留下来的同源基因具有空间邻近的特征。该项成果首次研究了芸薹属三维基因组结构特征,并研究了其与芸薹属进化过程的联系,为芸薹属基因组进化研究提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biased gene retention during diploidization in Brassica linked to three-dimensional genome organization
芸苔属二倍化过程中基因保留的偏差与三维基因组组织相关
  • DOI:
    10.1038/s41477-019-0479-8
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Nature Plants
  • 影响因子:
    18
  • 作者:
    Xie Ting;Zhang Fu Gui;Zhang Hong Yu;Wang Xiao Tao;Hu Ji Hong;Wu Xiao Ming
  • 通讯作者:
    Wu Xiao Ming

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其他文献

基于染色质交互数据的基因组组装方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生物技术通报
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  • 作者:
    谢婷;郑觉非;杨庆勇;张红雨
  • 通讯作者:
    张红雨
基于热红外图像的服务器设备检测
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘航;谢婷;冉建;宋先霖;王维娜
  • 通讯作者:
    王维娜
香辛料提取物对副溶血弧菌生物膜的抑制作用
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    食品工业科技
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    谢婷;刘欢;刘羽霏;钟青萍
  • 通讯作者:
    钟青萍
西藏普莫雍错湖芯沉积物中重金属的垂向分布特征及生态风险评估
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  • 发表时间:
    2014
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  • 作者:
    谢婷;罗东霞;杨瑞强
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    杨瑞强
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    谢婷;张淑娟;杨瑞强
  • 通讯作者:
    杨瑞强

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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