《油松球花發育的分子調控網路構建及關鍵基因篩選》是依託北京林業大學，由李偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：油松球花發育的分子調控網路構建及關鍵基因篩選
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：李偉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
被子植物生殖器官發育的分子調控網路已經建立，裸子植物由於生長周期長、基因組大、可利用基因組信息少，其生殖器官發育的分子基礎研究只能跟蹤被子植物的研究成果，導致了裸子植物生殖器官發育的基因表達調控不清楚，關鍵基因不能確定，對針葉樹種的遺傳改良和雌雄球花發育難以起到有效的理論支撐。本課題以裸子植物油松為研究對象，在已有轉錄組資料庫的基礎上，製備油松表達譜晶片，以油松正常球花和兩性球花發育過程關鍵時期獲取的材料為基礎，通過油松表達譜晶片雜交，結合miRNA與降解組測序及生物信息學分析方法，開展油松雌雄球花發育動態過程中基因差異表達規律研究，構建雌雄球花發育相關基因的共表達及調控網路資料庫，確定油松雌雄球花形成的關鍵基因。研究結果不僅為油松的遺傳改良提供理論基礎，也為種子植物生殖器官的分子進化研究提供理論基礎和基因信息。
結題摘要
生殖器官從發育早期到成熟的不同階段蘊含了非常豐富的分類、系統和進化發育信息，是高等植物發育和進化研究的核心。裸子植物由於生長周期長、基因組大、可利用基因組信息少，其生殖器官發育的分子基礎研究只能跟蹤被子植物的研究成果，導致了裸子植物生殖器官發育的基因表達調控不清楚，關鍵基因不能確定，對針葉樹種的遺傳改良和雌雄球花發育難以起到有效的理論支撐。本研究以裸子植物油松為研究對象，利用Roche 454與Solexa兩種測序平台分別對多種油松組織與多個發育階段雌雄球花樣本進行了深度測序，構建了油松高質量參考轉錄組序列；明確了雄球花發育調控在油松兩性分化中的核心作用，並確定了MADS-box基因是其中的核心調控因子，構建了油松球花發育的分子調控網路；發現油松中至少存在23個II型MADS-box基因，其中包括4個B類與1個C類功能基因，並且首次從針葉樹中分離雌球花特異表達的MADS-box基因；證實miRNA是油松主要的sRNA，發現參與被子植物生殖發育調控的多個miRNA-靶基因調控通路在油松中同樣是保守的，獲得26個確定存在相互作用的miRNA家族與對應的74個靶基因，克隆獲得了其中36個靶基因的全長CDS序列；揭示了針葉樹兩性球花的雄性來源，為兩性進化起源“OOM”假說提供了實驗證據，同時也證實油松球花性別調控雄球花原基遺傳操作策略的可行性。研究結果不僅為油松的遺傳改良提供理論基礎，也為種子植物生殖器官的分子進化研究提供理論基礎和基因信息。
