植物单染色体单倍型构建的技术体系

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870349
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0210.植物学研究的新技术、新方法
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The difference between homologous chromosomes is one of the hot topics that geneticists concerned about. Every single chromosome harbors its unique haplotype, and the combination of different genetic loci, located on a pair of homologous chromosomes, has an important effect on the phenotypes. Up to now, it is difficult to directly distinguish the sequence differences between homologous chromosomes by high-throughput sequencing. However the haplotype analysis technique of single chromosome can be used to provide important information for the comparative analysis of homologous chromosomes, personal relationship tracking, and the analysis of allele differentiation. Recently, haplotype based on chromosome microdissection has been developed in human. However there has been no efficient method to construct haplotype of single chromosome in plants. In this study, the single chromosome haplotype analysis system will be developed using wheat 7DL ditelomeric additional line as the material. Firstly, two 7DL homologous chromosomes will be separately microdissected using the chromosome microdissection technique developed in our lab, then amplified using the multiple displacement amplification (MDA) system. Secondly, the quantified and qualified single chromosome DNA will be sequenced by the high-throughput sequencing technique and assembled using De Novo Magic assembly method. Thirdly, the haplotype of two 7DL homologous chromosomes will be constructed and comparatively analyzed. Taken together the technique system of plant single chromosome haplotype construction will be developed in this study. This study will be significant in providing a new opportunity for useful alleles digging, genetic recombination studying and heterosis theory investigation.
同源染色体差异一直是遗传学家关注的热点之一,每一条染色体都有自己独特的单倍型,同源染色体不同位点的组合对表型有重要影响。目前高通量测序技术尚不能直接区分同源染色体的差异。而利用单染色体单倍型分析技术,可为同源染色体序列比较、个体亲缘关系追踪、等位基因差异等分析提供重要信息。目前已经在人类建立了基于染色体微分离的单倍型分析技术,然而在植物中还没有有效的单染色体单倍型构建技术。本课题拟以六倍体小麦7DL端体附加系为材料,利用本实验室建立的染色体显微分离体系,分别分离7DL两条同源染色体,通过MDA扩增单染色体获得其大量DNA,并在此基础上进行高通量测序,同时利用De Novo Magic 序列拼接新技术进行组装,以此构建7DL1对同源染色体单倍型,并对其单倍型进行比较分析,从而获得构建植物单染色体单倍型的技术体系。该研究对未来规模挖掘植物优异等位基因、遗传重组理论及杂种优势理论研究有重要意义。

结项摘要

同源染色体差异一直是生物学科的研究热点课题之一。目前高通量测序技术尚不能直接区分同源染色体差异。本研究以普通小麦7DL双端体附加系为材料,用成熟的单染色体显微分离技术成功地将同一分裂相中分散较好的两条7DL同源染色体分离出来,分别用MDA和MALBAC技术对其进行基因组扩增。利用HiFi、stLFR和NGS等技术构建了基于多种不同测序策略的单倍型测序技术体系。采用多种组装策略获得小麦7DL两个单倍型的基因组序列,约占小麦7DL全长(648Mb)的30%左右, 构建了基于单倍体扩增测序的单倍型基因组组装技术体系。共线性分析发现两个单倍型之间、两个单倍型与7DL参考基因组之间具有较好的共线性。通过单倍型间的比较分析,鉴定了不同种类的序列变异,包括SNP、Indel和SV。其中有害变异可能为抗病相关研究提供基础。综上,该技术对同源染色体比较、等位基因差异分析、作物中优异等位基因的发掘、植物杂交优势理论、遗传重组理论等研究具有重要意义。

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)
Genome evolution during bread wheat formation unveiled by the distribution dynamics of SSR sequences on chromosomes using FISH.
使用 FISH 通过染色体上 SSR 序列的分布动态揭示面包小麦形成过程中的基因组进化
  • DOI:
    10.1186/s12864-020-07364-6
  • 发表时间:
    2021-01-14
  • 期刊:
    BMC genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhang Y;Fan C;Chen Y;Wang RR;Zhang X;Han F;Hu Z
  • 通讯作者:
    Hu Z

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其他文献

贵州省黔东南州太子参立枯病的病害分析及生防初探
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    胡赞民
甘蓝型油菜遗传图谱构建及重要性状遗传解析的研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    胡赞民
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    10.13271/j.mpb.015.002628
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    2017
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙配配;范成明;陈宇红;杨太有;胡赞民
  • 通讯作者:
    胡赞民
植物油脂合成的分子调控机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    分子植物育种
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    --
  • 作者:
    范成明;陈宇红;张新永;胡赞民
  • 通讯作者:
    胡赞民
胡杨 Na+/H+ 逆向转运蛋白同源基因 PeNhaD1 功能研究 .
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物生理与分子生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡军;胡赞民;吕萍萍;陈少良;孙勇如;沈昕;尹维波;陈宇红
  • 通讯作者:
    陈宇红

其他文献

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油菜转录因子PHL2调控种子含油量的功能及机制研究
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  • 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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