《同倍性雜交物種形成和適應性進化的遺傳基礎》是王曉茹為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的重點項目。
基本介紹
- 中文名：同倍性雜交物種形成和適應性進化的遺傳基礎
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：王曉茹
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雜交是物種形成的重要方式，我們對同倍性雜交物種形成的遺傳基礎研究還非常局限。高等植物種間分化和生態適應性差異的遺傳基礎十分複雜，須在全基因組水平開展調查才可能鑑定與物種分化相關的位點、揭示物種形成機制。該項目以高山松-油松-雲南松這一有明顯適應性分化的近緣種複合體為模型，從功能基因組學層面上分析三樹種間基因表達模式的差異，鑑定種間顯著差異表達的位點，為建立基因位點與表型的聯繫和在生態適應性分化上的作用提供切入點。通過對比F1代與天然高世代雜種群體的基因分化模式，解析種間雜交的立即和長期進化後果，探討雜交、突變、重組和選擇對同倍性雜交物種形成的進化意義。由於高山松對維持高原生態環境的重要性，對它適應性遺傳基礎的研究有助於在全球氣候變化的大環境下更好的保護和利用這一寶貴的自然資源。我國針葉樹種基因組研究還是空白，該項目的實施有望帶動該領域研究起步並逐步納入到國際大計畫框架下。
結題摘要
植物界大多數物種是通過種間雜交或雜交後基因組加倍形成的，雜交是新性狀、新適應性和新物種形成的重要來源。與異源多倍體雜交物種形成相比，同倍性雜交物種形成的普遍性和在植物進化上的重要性一直被低估。以多學科分析手段，選擇有明顯適應性分化的近緣種雜交複合體為材料，通過多進化階段材料對比，分析種間雜交的遺傳後果，是揭示雜交進化生物學意義的最佳策略。高山松（Pinus densata）是迄今被證明為同倍性雜交起源的唯一裸子植物種，其起源要追蹤到青藏高原的隆起，是青藏高原主要森林建群種，占有特殊生態位，對維持脆弱的高原生態環境有不可替代的重要性。由於其古老的起源歷史和獨特的生態適應性，是研究雜交物種形成機制十分難得的材料。該課題以高山松及其親本種油、雲南松這一近緣種複合體為模型，從生境、群體、功能基因組和等位基因層面上探討了以下雜交物種形成和適應性進化的基本理論問題：(1) 生境分化對同倍性雜交物種形成的作用, (2) 雜種基因組基因家族和等位基因的組成和功能分化模式, (3) 雜交和各種群體歷史事件的群體遺傳後果, (4) 遺傳障礙弱的物種複合體間生殖隔離是如何產生和維持的？ 我們的結果闡述了地理、生態因子對遺傳分化及雜種與親本種形成生殖隔離的作用，重建了高山松群體分化和物種形成歷史，對我們認識青藏高原生物多樣性的起源和維持機制有重要意義。對各類基因家族功能分化模式的研究揭示了不同層次上的亞功能化是重複基因被保留的主要機制，進而導致大基因家族的形成。這些研究結果對揭示木本植物應對環境因子的波動機理和適應性進化有重要意義。
