《植物器官間及器官內細胞群突變模式的研究》是依託南京大學，由田大成擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：植物器官間及器官內細胞群突變模式的研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：田大成
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，腫瘤細胞群體突變模式及其進化規律的研究取得重大進展，深化了對腫瘤發生、發展和癌症治療對策的認識，同時也促進了動物體細胞突變的研究。但相對而言，植物體細胞群的變異則鮮有研究。為此，本申請選擇基因組小的桃樹、水稻等多個物種，對植物器官間及器官內細胞群的突變數量、分布模式、突變發生髮展的規律性等作較為系統的研究。通過對器官間和器官內不同位置的細胞進行取樣、基因組測序、突變檢測等，了解植物細胞群間和細胞群記憶體在的遺傳多樣性及其突變分布模式；通過檢測同一植株的有絲分裂突變和減數分裂子代中的突變，明確體細胞突變可以遺傳到子代的數量，全面認識植物種群的變異及其來源；通過對分歧時間不同的枝條及其葉片進行抽樣測序，進而計算體細胞突變隨著時間增長而增加的數學模型，明確多年生植物的進化速率。這些研究，將揭示體細胞突變對基因組變異的作用，深入理解生物適應與進化的內在基礎。
結題摘要
一直以來，相對於動物體細胞有絲分裂變異的高度關注，植物體細胞突變則鮮有研究。本項目選擇基因組小的多年生植物和一年生植物為實驗材料，利用高通量測序的手段，系統的評估了各個物種不同器官、不同年齡的體細胞突變產生、積累以及繼承情況，探討了體細胞突變的產生和積累模式以及影響因素。研究發現不同物種在體細胞突變率上存在一定的差異，而體細胞突變的分布規律在不同物種當中具有一定的相似性；植物體細胞突變的積累並不隨其年齡的增長而快速增加，植物存在類似於動物胚胎髮育早期生殖系細胞隔離的現象來減緩有害突變的積累。通過對不同器官(葉片、花瓣、根等)體細胞突變的研究發現同一植株的不同器官組織存在不同的突變率，這種差異性調控可能是植物減少適應性代價的一種方式，是對高成本修復調控（生殖需求）和個體生長發育需求的平衡，也是植物自身適應性演化的重要策略。此外，對不同物種體細胞突變的繼承情況進行追蹤，發現多年生植物的體細胞突變傳遞到下一代的比例遠高於一年生植物，因此體細胞突變對於多年生植物的遺傳多樣性可能具有更大的貢獻。
