《水稻非整倍性基因組表達與表觀遺傳調控特徵研究》是依託揚州大學，由龔志雲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻非整倍性基因組表達與表觀遺傳調控特徵研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龔志雲
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
非整倍性變異是染色體數目變異主要類型之一。研究表明由於非整倍體基因組處於不平衡狀態，因此整個基因組轉錄和表觀遺傳調控都會受到影響。本實驗室在多年的水稻細胞遺傳研究過程中，積累了一系列水稻非整倍性材料，為深入研究非整倍性基因組表達與表觀遺傳調控特徵提供了豐富遺傳資源。在前期研究中，我們分析了兩種非整倍性基因組的表達特徵，並且發現細胞代謝與繁殖相關基因的表達在不同非整倍體中具有共性特徵。本研究擬以水稻成套初級三體材料為重點研究對象，以葉片和愈傷組織為研究材料，通過Q-PCR、RT-PCR、ChIP-PCR、MSPCR、RNA-seq、MeDIP-seq、ChIP-seq等研究技術明確水稻基因表達特徵和表觀遺傳調控特徵。並結合基因功能分析及其對表型、分裂行為的影響，挖掘非整倍性基因組在細胞代謝和繁殖相關基因表達、表觀遺傳調控特徵，構建相關基因表達與表觀修飾調控網路。
結題摘要
非整倍性變異是染色體數目變異主要類型之一。研究表明由於非整倍體基因組處於不平衡狀態，因此整個基因組轉錄和表觀遺傳調控都會受到影響。通過本項目的實施，發現劑量效應與劑量補償效應共存於不同非整倍體材料中，絕大多數基因表現為補償效應，劑量效應的基因所占比例較小。通過GO富集分析和pathway富集分析發現在兩個不同來源的非整倍體中存在與環境壓力應激反應，細胞代謝、繁殖相關基因的共同上調或下調的共性特徵，而與所添加染色體不存在相關性。對染色體片段重複材料進行轉錄組分析發現片段重複會影響基因組的表達。重複片段區域34.60%的基因表現出正劑量效應，經有性繁殖後，子代中表現劑量效應的基因數目發生下調。表明染色體片段重複區域的基因表現出明顯的劑量效應，卻對全基因組表達影響較小。說明水稻應對片段重複存在自我調控的能力，特別是通過有性繁殖減少其對自身生長發育的影響。另外通過LC-MS/MS、ChIP-PCR、ChIP-seq等技術對新型組蛋白修飾在水稻蛋白組分布特徵及調控基因表達特徵進行研究，發現新型組蛋白巴豆醯化和丁醯化修飾程度與基因表達成正相關，並且可以與乙醯化修飾共同促進基因的表達。為解析非整倍體的組蛋白修飾的表觀遺傳調控特徵奠定基礎。相關結果發表SCI論文5篇，中文權威1篇；培養博、碩士生6名。項目主持人2016年入選江蘇省333工程第三層次培養對象。
