蓍草属植物叶形变异的演化发育研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31170207
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    郭延平
  • 依托单位：
    北京师范大学
  • 学科分类：
    C0202.植物系统发生与进化
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

演化发育研究着眼于个体发育过程在系统发育中的演变，探讨生物表型多样性的遗传基础，理解生物适应的发育演化过程。被子植物叶的形态变异是其表型多样性的最大贡献者，也是植物适应不同环境的具体体现；杂交多倍化是物种多样性增加和适应的重要途径。本项目拟选取菊科蓍草属遗传背景明确、叶形变异式样清晰、涉及杂交多倍化起源的四个物种，即齿叶蓍Achillea acuminata-2x和亚洲蓍A. asiatica-2x以及它们间的异缘四倍体物种高山蓍A. alpina-4x和云南蓍A. wilsoniana-4x，通过对叶形态发育调控基因CUC 和PIN1的分子进化、表达模式和功能分析，探讨种间叶形变异的遗传、发育和演化机制；同时比较自然杂交物种（高山蓍和云南蓍）和人工杂交、多倍化后代（齿叶蓍x 亚洲蓍）的叶形，比较它们叶形相关调控基因在表达模式上可能存在的差异，探讨杂交、多倍化对表型变异的影响及其遗传机制。

结项摘要

菊科植物的叶形具有丰富的变异， 而这一性状的状态又是该类群植物分类的重要鉴别特征之一。在东亚，分布有菊科蓍属的两个叶形分化强烈、系统发育关系较远的物种，即齿叶蓍（Achillea acuminata）和亚洲蓍（A. asiatica）。在两者的叶形之间，存在一系列连续变异的中间类型，分属于四倍体高山蓍和云南蓍。项目申请人前期的工作已表明，高山蓍（A. alpina-4x）和云南蓍（A. wilsoniana-4x）可能为齿叶蓍和亚洲蓍谱系经杂交多倍化而成。为探讨该表型变异与物种分化的关联，本研究采取演化发育生物学的手段，探讨蓍属叶形分化的遗传基础和发育途径。我们主要针对分化强烈的齿叶蓍和亚洲蓍，克隆了叶边缘形态发育调控基因NAM，对其进行了序列分析，表明它们与模式植物拟南芥中的叶齿发育调控基因CUC2为直系同源关系。通过 RNA原位杂交实验、qRT-PCR等表达模式分析，发现该基因的确在叶边缘由表达，且两个物种之间存在表达的时空模式差异。进一步，通过病毒介导的基因沉默技术和对拟南芥cuc2突变体的转基因互补实验，验证了Achillea-NAM的确具有调控叶齿长短、回数和数目的功能。此外，基于NAM 基因和若干其他核基因，进一步验证了四倍体高山蓍和云南蓍是由两个二倍体物种亚洲蓍和齿叶的蓍谱系经杂交多倍化而形成。利用这些核基因进行的居群动态历史分析发现，四倍体物种的遗传多样性低于理论水平，可能是形成初期的瓶颈效应所致；双亲部分同源等位基因间存在低水平的重组

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）
A population genetic model to infer allotetraploid speciation and long-term evolution applied to two yarrow species
推断异源四倍体物种形成和长期进化的群体遗传模型应用于两个西洋蓍草物种
  • DOI：
    10.1111/nph.12262
  • 发表时间：
    2013-07-01
  • 期刊：
    NEW PHYTOLOGIST
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Guo, Yan-Ping;Tong, Xiao-Yuan;Vogl, Claus
  • 通讯作者：
    Vogl, Claus

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其他文献

植物PSⅡ反应中心D1蛋白的结构与
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    园艺学进展（第七辑）P326-333, 2006
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭延平;刘辉;胡美君
  • 通讯作者：
    胡美君
光质对草莓叶片光抑制的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    安徽农业科学·34(22) ·5817—5819, 2006
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘刚;徐凯;郭延平;雷鸣
  • 通讯作者：
    雷鸣
植物叶缘形态的发育调控机理
  • DOI：
    10.17520/biods.2018127
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    生物多样性
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柯锦秀;陈多;郭延平
  • 通讯作者：
    郭延平

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郭延平的其他基金

多倍体物种的适应机制：基于蓍属异源四倍体及其亲本物种的比较研究
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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

        graph TD
          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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