《中國蓮基因組遺傳圖譜的構建和連鎖群染色體定位》是依託武漢大學，由丁毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：中國蓮基因組遺傳圖譜的構建和連鎖群染色體定位
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁毅
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中國蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.）是我國最重要的一種水生蔬菜作物，有食用、藥用和觀賞價值，也具園林造景和水體淨化等環境生態價值；還是倖存的活化石、基部真雙子葉植物。迄今，蓮的基因組研究還處於空白，既缺乏遺傳圖譜、也缺乏物理圖譜。構建遺傳圖譜是對基因組進行系統性研究的基礎,也是遺傳育種的依據。為此，本項目擬在完成中國蓮基因組全序列測序的基礎上，對中國蓮品系泰國清邁蓮進行重測序，快速開發出大量的SSR等分子標記，用所構建的中國蓮F2分離群體進行分子遺傳學圖譜的構建；構建蓮的標準核型，選取各連鎖群上有關連鎖分子標記,經染色體螢光原位雜交，將各連鎖群定位於相應的染色體上；同時，構建蓮線粒體基因組物理圖。本項目的實施不僅對蓮的遺傳育種、生產、藥物資源開發意義重大，而且有助於了解單子葉植物與雙子葉植物的進化關係以及蓮的起源和分類地位，以鞏固我國蓮研究領域在世界上的優勢地位。
結題摘要
蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.）是我國重要的一種水生蔬菜作物，也是地球上倖存的活化石植物之一。構建蓮遺傳圖譜既有理論意義，也有套用價值。本項目研究結果表明，蓮葉綠體基因組全長163,600bp，含113個基因，包括4個rRNA基因、30個tRNA基因和79個蛋白質編碼基因。進化研究表明，蓮屬約有177百萬年的歷史，蓮屬兩亞種的分化時間約在2百萬年前；蓮線粒體基因組總長524,797bp，共有63種基因，其中包括40種蛋白編碼基因；3個rRNA基因各為兩個拷貝；以及20個tRNA基因，其中13個為線粒體自身編碼的tRNA，7個是葉綠體起源的tRNA。對蓮線粒體基因組41個蛋白編碼基因的選擇壓力的分析，鑑定出兩個基因：cox1和sdh4，受到強烈的正選擇。蓮線粒體基因有700個RNA編輯位點。比較基因組序列，得到19條來自葉綠體基因組的插入片段（8,256bp），占蓮線粒體基因組的1.6%，葉綠體基因組的5.0%。進化分析結果表明蓮線粒體基因組具有進化上的保守性特徵。對蓮藕著絲粒蛋白NnCenH3及其DNA序列研究表明， NnCenH3-B基因是NnCenH3-A基因的可變剪接體。蓮CBS的主要組成成分不是Ty3/gypsy而是Ty1/copia家族。用RAD-seq測序所獲得的217,584個SNPs標記和198對SSRs引物分別對F2群體的181個單株進行分型，構建蓮基因組遺傳圖。結果都得到8個連鎖群，與蓮基因組倍型（n=8）一致。SNPs標記所構圖譜總圖距791.56cM, 其中最長的一個連鎖群為184.953cM, 最短為55.058cM。SSR標記所構圖譜總圖距為761cM，標記間平均圖距為4.070cM。LG1上有65個SSR標記，是標記數量分布最多、圖距最大(210.9cM)的一個連鎖群，LG8是標記數量最少的連鎖群僅包含3個SSR標記位點，圖距僅為11.9cM。將SNP標記和SSR標記進行整合，得到包含2566個標記的整合圖譜，總圖距為1137.06 cM。我們所構建的蓮基因組遺傳圖譜是目前分子標記最多、解析度最高的蓮遺傳圖譜。本項目的成果不僅對蓮的遺傳育種、生產、藥物資源開發意義重大，而且有助於進一步確定蓮的分類地位並為了解基部雙子葉植物到真雙子葉植物的演化過程提供了線索, 進而鞏固我國蓮研究領域在世界上的優勢地位。
