喀斯特特有植物叶片功能性状的QTL及其与环境互作分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31570338
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0208.植物资源保护与利用
  • 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 functional traits are the morphological and physiological features that represent adaptive strategies and determine how plants respond to environmental factors. Plant functional traits in nature are complex traits that are influenced by the genetic composition and the environment, and their interactions. Understanding the genetic basis of variation of complex traits is a frontier research field in current biology. Due to its high edaphic and topographic heterogeneity, karst region in China is characterized by high species richness and endemism and has been recognized as one of the plant biodiversity hotspots in the world. Studies of the adaptive mechanisms of plants response to karst environment is vitally important for understanging the origin and evolution of the biodiversity in this region. Quantitative trait loci (QTLs) mapping has become one of the most powerful tools in untangling genetic basis of complex traits. Our previous studies revealed great divergence in a suite of functional traits within and between Primulina species in the karst environment. In the project, we use SNP-based QTL analysis to understand the genetic architecture of several leaf function traits in two closely sympatric Primulina species (P. eburnea and P. mabaensis). We first construct a high-density linkage genetic map with an F2 population, and then we conduct QTL analysis for a suite of leaf functional traits including specific leaf area (SLA), δ13 C, leaf chlorophyll and element contents under both greenhouse and filed conditions. The goal of this study is to determine the number, location and effect of the QTLs and their interaction with environment underlying variation of leaf functional trait. Such information is critically important for understanding the ecological and evolutionary adaption of Primulina species in karst environment.
植物在长期的演化过程中,与环境相互作用,逐渐形成了许多内在生理和外在形态方面的适应性对策,即功能性状。植物功能性状本质上是由多基因和非遗传因素共同作用的复杂性状,解析复杂性状的遗传基础是现代生物学研究的一个前沿领域。喀斯特地区是我国植物多样性和特有性的关键区域,理解植物对喀斯特环境的适应机制对探讨喀斯特特有植物多样性形成与维持机制及其生物多样性保护具有重要意义。本研究以报春苣苔属同域分布的近缘物种牛耳朵(Primulina eburnea)和马坝报春苣苔(P. mabaensis)为研究材料,以SNP分子标记构建高密度遗传连锁图谱,开展不同环境条件下叶片比叶面积、δ13 C、叶绿素、叶片元素等指标的QTL定位,阐明控制叶片主要功能性状的基因组区域的数目、位置和效应;揭示报春苣苔属植物对喀斯特环境适应的遗传基础及其与环境条件的互作关系,为理解植物对喀斯特环境响应与适应的分子机制奠定基础。

结项摘要

报春苣苔属(Primulina)是我国华南喀斯特和丹霞地貌特殊土壤生境的典型代表类群,具有多样的微生境适应性,但针对其适应微生境的遗传机制研究甚少。短序报春苣苔(Primulina depressa)和丹霞报春苣苔(P. danxiaensis)是一对同域分布的近缘种,但是它们对微生境的适应性有显著差异,并且它们的花和叶片性状都发生了巨大的分化,此外它们的杂交后代出现雄性育性下降,因此它们是报春苣苔属植物适应性分化遗传基础研究的理想系统。本项目通过对短序报春苣苔和丹霞报春苣苔进行人工杂交,并对得到的F1进行自交,得到了包含201个个体的F2群体;并采用RAD-seq得到的分子标记构建了报春苣苔属第一幅高密度连锁图谱;对作图群体12个叶片和花性状和杂种花粉育性进行测量,并对其进行相关性分析和主成分分析(PCA)和QTL定位。性状间的相关性分析和PCA分析结果显示,12个适应性性状可以被分成3个性状组,分别是花形态性状,叶片生理性状和叶片形态性状。在此基础上对每个独立性状和被提取出的主成分(PC)进行QTL定位,我们发现同一性状组内性状的QTL位点高度交叠;同时,PC的QTL位点相互之间没有交叠,但PC的QTL位点与其对应的性状组的独立性状QTL位点高度交叠。花部性状受大量微效QTL位点控制,而叶片生理和形态性状则受到一些较大效应的位点控制。QTLST的检测结果显示,有5个花形态性状受到自然选择,而其他性状和提取的主成分没有检测到方向性选择的信号。

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)
Genetic architecture of quantitative flower and leaf traits in a pair of sympatric sister species of Primulina
一对同域报春花姐妹种花叶数量性状的遗传结构
  • DOI:
    10.1038/s41437-018-0170-2
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    HEREDITY
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Feng, Chen;Feng, Chao;Rausher, Mark D.
  • 通讯作者:
    Rausher, Mark D.

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其他文献

ワークショップ : アートと学びのインタフェイス-アートの可能性として
工作坊:艺术与学习的交界——艺术的可能性
  • DOI:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    岡本;康明
  • 通讯作者:
    康明
Chemical stable thioether cross-linked membranes derived from sulfonated poly(arylene ether ketone)s for direct methanol fuel cells
用于直接甲醇燃料电池的由磺化聚(亚芳基醚酮)衍生的化学稳定的硫醚交联膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    2.1
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    芦艾
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    康明
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    康明
青海省共和县藏羊住肉孢子虫感染情况调查
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国兽医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏晓雪;谢彩英;康明
  • 通讯作者:
    康明

其他文献

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康明的其他基金

两种木兰科濒危植物遗传多样性及迁地保护成效研究
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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

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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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