基于基因组、气候因子、物候期的互作高通量发掘桃适应性相关基因

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31572094
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1502.果树种质资源与遗传育种学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Plant species are divided into different ecotypes results from the variation of geographic distributions. Approach based on the interactions between genome, climate factors, and phenotypes is the major mathod for adaptation associated genes high-throughput mining. Seven distinct ecotypes of peach collections will be used as materials in this project. Firstly, we will detect the loci associated with each climate factors through the correlation analysis between climate factors and SNPs. Secondly,Through genomic regions undergone selection detecting, we can obtain the genomic regions underlying the adaptive genetic basis of each ecotype. Meanwhile,Given the adaptive traits, flowering time and chilling requirement, the association loci will be detected through a genome-wide association study based on the phenotypes and SNPs. Subsequently, the association loci which are associated with climate adaptation will be detected by searching for loci with elevated differentiation among seven ecotypes. Based on these analysis, we can obtained the loci involved in the interactions between blooming date, chilling requirement and climate. Finally,We will test the robust association loci and alternative association loci by the genome-wide association studies of flowering time and chilling requirement which will be conducted at Dalian (North) and Kunming (South), respectively. Based on that, we will verify the stable SNPs using natural population and genetic population. Our study will conduct high-throughput adaptation associated genes mining through the interaction between genome, climate factors, and phenological phase in peach which will provide theoretical evidences for peach genetic adaptation research at genome-wide level.
地理分布的差异导致植物形成了不同的生态型,通过研究不同生态型基因组、环境因子、表现型的互作是高通量发掘与适应性相关基因的重要手段。本项目拟采用我国特征鲜明的7个生态型的桃种质资源为材料,首先重点开展气候因子与基因组SNP的相关性分析,获得与各气候因子适应性相关的基因组区段;其次,对基因组受选择区段分析确定各生态型适应自身生存环境的基因组区段;同时,选择适应性性状需冷量和开花期,通过全基因组关联分析获得其关联位点,分析关联位点在不同生态型间的分化,阐明需冷量和开花期与环境的互作位点,以及生态型间变异机制;最后,利用大连(北方)和昆明(南方)种植的相同品种的需冷量和开花期全基因组关联分析,获得稳定关联位点和可变关联位点,稳定位点在自然群体和遗传群体中验证。本研究基于基因组、气候因子、物候期三者的互作发掘与适应性相关的基因,为全基因组水平揭示桃生态适应性的遗传基础提供理论依据。

结项摘要

适应性是决定物种生存能力和物种多样性的重要基础,地理分布的差异导致植物形成了不同的生态型,长期的自然选择导致不同生态型产生了适应不同环境类型的遗传变异,通过研究不同生态型基因组、环境因子、表现型的互作能够高通量发掘适应性相关基因。本项目收集了来自全国不同地区的桃种质资源480份,通过全基因组测序技术鉴定了基因组近500万SNP和20万SV变异信息,并收集了样本生存地的51个环境因子,其中包括温度、降水、日照、辐射等与物种生存息息相关的环境因子;通过比较基因组研究,鉴定了142个驯化区间、104个改良区间,通过受选择区间注释发现果实大小主要在驯化过程中受选择,而果实风味在驯化和改良过程中均受到选择,并鉴定了多个果实大小和可溶性固形物含量的候选基因,阐明了肉质进化路线;亲缘关系和群体结构分析表明,桃地方品种和野生资源可分为7个生态型,7个生态型环境条件各具特色,包含了极端和温和的气候类型;通过受选择分析,鉴定到2092个受选择区段,揭示了7个生态型适应不同环境的遗传基础,通过基因富集分析发现,受选择基因多与胁迫响应相关,同时包含多个已知参与特定胁迫响应相关基因,并解析了适应干旱和高海拔的进化机制;利用基因组-环境关联分析,鉴定到与51个环境因子关联的基因组位点9393个,包括5个温度相关关联热点和6个降水相关关联位点,并获得了桃抗寒性候选基因PpAHP5;利用关联分析鉴定到多个开花期和需冷量关联的新位点,并发现了位于8号染色体上与开花期和需冷量适应不同纬度密切相关的位点SVP,鉴定了控制需冷量和开花期的候选基因。本项目的完成为桃分子育种和全基因组选择提供了材料,为桃基因组学研究奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Genomic analyses of an extensive collection of wild and cultivated accessions provide new insights into peach breeding history
对大量野生和栽培品种的基因组分析为桃子育种历史提供了新的见解
  • DOI:
    10.1186/s13059-019-1648-9
  • 发表时间:
    2019-02-21
  • 期刊:
    GENOME BIOLOGY
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    Li, Yong;Cao, Ke;Wang, Lirong
  • 通讯作者:
    Wang, Lirong
Phenological response of peach to climate change exhibits a relatively dramatic trend in China, 1983-2012
1983-2012年中国桃树物候对气候变化的响应呈现出较为剧烈的趋势
  • DOI:
    10.1016/j.scienta.2016.06.019
  • 发表时间:
    2016-09-19
  • 期刊:
    SCIENTIA HORTICULTURAE
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Li Yong;Wang Lirong;Wang Xiaoli
  • 通讯作者:
    Wang Xiaoli

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其他文献

桃SRAP体系的优化及与SSR在桃品种鉴定上的比较
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华北农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭瑞;王国山;王力荣;李晓燕
  • 通讯作者:
    李晓燕
甘肃桃抗南方根结线虫性状的SRAP标记
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹珂;张绍铃;朱更瑞;刘伟;陈昌文;方伟超;王力荣
  • 通讯作者:
    王力荣
桃CYP450超基因家族的基因鉴定及Prupe.6G046800的功能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    果树学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    别航灵;李勇;王力荣;方伟超;陈昌文;王新卫;吴金龙;曹珂
  • 通讯作者:
    曹珂
A Genetic Linkage Map in Peach Prunus kansuensis and Identification of Resistance Gene Analog Markers to Root-Knot Nematodes
甘肃桃遗传连锁图谱及根结线虫抗性基因类似物标记的鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of the American Society for Horticultural Science
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    朱更瑞;赵佩;曹珂;方伟超;陈昌文;王力荣
  • 通讯作者:
    王力荣
红根甘肃桃(Prunus kansuensis L.)根中MYB基因片段的克隆及序列分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物遗传资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏潇;方伟超;朱更瑞;曹珂;王力荣
  • 通讯作者:
    王力荣

其他文献

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王力荣的其他基金

桃果形扁平候选基因PpSnRK1.1的功能验证与启动子活性分析
  • 批准号:
    31972392
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
红根甘肃桃1号(Prunus kansuensis)抗南方根结线虫基因克隆及其特异防卫反应途径研究
  • 批准号:
    30771480
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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