海洋纤毛虫具沟急游虫的基因组重组过程与进化探讨
结题报告
批准号:
41406135
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
高凤
依托单位:
学科分类:
D0604.生物海洋学与海洋生物资源
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵研、赵晓璐、郑维波、王璞、王春荻
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中文摘要
纤毛虫的基因组进化由其独特的两型核来演绎和完成。由于其类群间大核倍性的高度差异,大小核间的重组模式呈现高度的分化。围绕此过程和机理的研究对于了解物种形成和分化具有重要的理论意义并因此成为国际间相关领域的研究热点。当前的问题是:有关纤毛虫基因重组模式与机制的研究仍在探索阶段且仅来自极少数低等分化的淡水种类,因此在分化程度更高的尤其海洋类群中和更深入的工作亟待开展。本项目拟以海洋纤毛虫--具沟急游虫为材料,在转录组测序、分析的基础上,开展下列探讨:1)刻画基因乱序在海洋纤毛虫等高等寡毛类中的特征、基因家族的命运、多倍性形成等具普遍性和不明的问题;2)揭示染色体断裂位点特征、内部切除序列与大核注定序列的关系,阐述大小核基因组的重组模式; 3)结合转录组信息,探讨纤毛虫不同类群中基因组的进化关系。该工作将为探讨纤毛虫物种分化-形成机理提供重要的资讯,同时也为纤毛虫遗传调控机制的深入研究奠定基础。
英文摘要
Genome evolution in ciliates has to be interpreted in light of their dual genomes, the presence of both germline and somatic genomes within each cell. During sexual conjugation, the macronucleus is transformed through a series of chromosomal rearrangements, including fragmentation, elimination of internal excised sequences, and amplification. The processes and mechanisms of chromosomal rearrangements during macronuclear development are quite diverse, both within a given ciliate species as well as among different ciliates. Studies about the processes and mechanisms can enhance views on the dynamic nature of eukaryotic genomes and add to the growing information on genome evolution. The current problem is that studies on ciliates genome rearrangements are still in the early stage, and are focusing on only a handful of low differentiated species. It is urgent to carry out more in-depth researches on genome rearrangements, especially in the highly differentiated species. This project focuses on the marine species, Strombidium sulcatum, using the combination of analyses of high throughput transcriptome data and traditional molecular methods. We aim to: 1) characterize gene scrambling, gene copy numbers and gene family evolution in the highly differentiated oligotrichs; 2) reveal the chromosomal breakage sites and the relationships between macronucleus destined sequences and internal eliminated sequences to elaborate the genome rearrangements patterns; 3) explore evolutionary relationships of the genome rearrangement patterns within different taxa. This project will yield important insights into the impact of genome structure on gene family evolution in eukaryotes and provide insights for further studies of genetic regulatory mechanisms in ciliates.
本项目3年来以旋唇纲纤毛虫等主要代表类群为实验材料,对其基因组重组、rDNA多态性及拷贝数、形态分类、系统关系重建等开展了系统的研究。主要成果包括:1)急游虫、柠檬类瘦尾虫、黄色伪角毛虫、大弹跳虫的a-tubulin、Actin、TBP、ABC转运蛋白等基因的大小核重组研究,为纤毛虫乃至其他真核生物基因组进化研究提供了有价值的参考;2)完成了50余种纤毛虫单细胞rDNA拷贝数的测定和20余种rDNA多态性的测定,对基于rDNA的分子系统学、分子生态学、物种鉴定、条形码研究等提供了重要的参考资料;3)基于SSU-rDNA、ITS-5.8S和LSU-rDNA等多基因信息及二级结构分析,结合形态学、发生学对旋唇纲尾柱类的系统关系进行了梳理和重建;4)完成了对7属16种纤毛虫的鉴定和描述工作, DNA建库以及不详属种的重厘定、重定义、纤毛图式资料的补足等;5)海洋尾丝虫的无菌培养及液氮冻存技术的摸索,为其他纤毛虫培养提供了参考。以上成果在国际主流刊物发表文章9篇,9人次参加国际国内学术会议并做口头或者墙报报告。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.13376/j.cbls/2015063
发表时间:2015
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:郑维波;高凤
通讯作者:高凤
DOI:10.1111/zsc.12122
发表时间:2015-06
期刊:Zoologica Scripta
影响因子:2.5
作者:Pu Wang;F. Gao;Jie Huang;M. Strüder-Kypke;Zhenzhen Yi
通讯作者:Pu Wang;F. Gao;Jie Huang;M. Strüder-Kypke;Zhenzhen Yi
Phylogenetic framework of the systematically confused Anteholosticha–Holosticha complex (Ciliophora, Hypotrichia) based on multigene analysis
基于多基因分析的系统性混淆的 Anteholosticha-Holosticha 复合体(Ciliophora、Hypotrichia)的系统发育框架
DOI:10.1016/j.ympev.2015.05.021
发表时间:2015
期刊:Molecular Phylogenetics and Evolution
影响因子:4.1
作者:Xiaolu Zhao;Shan Gao;Yangbo Fan;Michaela Strueder-Kypke;Jie Huang
通讯作者:Jie Huang
Morphology and systematics of two freshwater urostylid ciliates, with description of a new species (Protista, Ciliophora, Hypotrichia)
两种淡水尾柱纤毛虫的形态学和系统学,以及新物种的描述(原生动物、纤毛动物、Hypotrichia)
DOI:10.1016/j.ejop.2015.11.003
发表时间:2016
期刊:European Journal of Protistology
影响因子:2.9
作者:Xuming Pan;Yangbo Fan;Feng Gao;Zijian Qiu;Saleh A. Al-Farraj;Alan Warren;Chen Shao
通讯作者:Chen Shao
Disentanglingsources of variation in SSU rDNA sequences from single cell analyses ofciliates: impact of copy number variation and experimental error.
从纤毛虫的单细胞分析中解开 SSU rDNA 序列变异的来源:拷贝数变异和实验误差的影响。
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences
影响因子:--
作者:Chundi Wang;Tengteng Zhang;Yurui Wang;Laura A. Katz;Feng Gao;Weibo Song
通讯作者:Weibo Song
尾草履虫有性生殖过程中大规模DNA删除的分子机制探究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
多小核草履虫交配型昼夜节律逆转的分子机制探究
  • 批准号:
    32270539
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
纤毛虫原生动物重要代表类群的组学及系统发育基因组学分析
  • 批准号:
    32111530116
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    10万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
纤毛虫原生动物重要代表类群的组学及系统发育基因组学分析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
扇形游仆虫接合生殖期间的基因组重组研究
  • 批准号:
    31922013
  • 项目类别:
    优秀青年科学基金项目
  • 资助金额:
    130万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
以原生动物扇形游仆虫为模式的大小核基因组重组模式及机制研究
  • 批准号:
    31772428
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    高凤
  • 依托单位:
国内基金
海外基金