课题基金 / 基金详情

水稻非整倍性基因组表达与表观遗传调控特征研究

批准号:
31571266
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
龚志云
依托单位:
学科分类:
基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭宝健、王伟、薛超、张明亮、刘帅、郭瑞、邓世峰

项目摘要

结项摘要

项目成果

龚志云的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
非整倍性变异是染色体数目变异主要类型之一。研究表明由于非整倍体基因组处于不平衡状态,因此整个基因组转录和表观遗传调控都会受到影响。本实验室在多年的水稻细胞遗传研究过程中,积累了一系列水稻非整倍性材料,为深入研究非整倍性基因组表达与表观遗传调控特征提供了丰富遗传资源。在前期研究中,我们分析了两种非整倍性基因组的表达特征,并且发现细胞代谢与繁殖相关基因的表达在不同非整倍体中具有共性特征。本研究拟以水稻成套初级三体材料为重点研究对象,以叶片和愈伤组织为研究材料,通过Q-PCR、RT-PCR、ChIP-PCR、MSPCR、RNA-seq、MeDIP-seq、ChIP-seq等研究技术明确水稻基因表达特征和表观遗传调控特征。并结合基因功能分析及其对表型、分裂行为的影响,挖掘非整倍性基因组在细胞代谢和繁殖相关基因表达、表观遗传调控特征,构建相关基因表达与表观修饰调控网络。
英文摘要
Aneuploidy involves changes in chromosomal copy number compared with normal euploid genotypes. Aneuploidy causes severe developmental defects and is a condition frequently found in tumor cells. Aneuploidy genome is in the state of unbalance,which affects the global genome transcriptional and epigenetic regulation. Studies of gene expression in aneuploids in a variety of species have claimed many different types of responses. Studies of individual genes suggest that there are both structural gene dosage effects and compensation in aneuploids, and that subtle trans-acting effects across the genome are quite prevalent. Moreover,researches of epigenomic in aneuploidy in less species have widespread alterations, such as DNA methylation and histone modification..Although the phenotypic manifestations of aneuploidy are usually apparent, information about the underlying alterations instructure, expression, and epigenetic modification of aneuploidy genome is still sparse. Plants generally tolerate aneuploidy better than animals. Through colchicine treatment and breeding strategies, we have obtained a set of trisomy in rice. This possibility, combined with the genomics and epigenetics tools available for rice, provides a powerful means to assess systematically the epigenomic and transcriptomic signatures of aneuploidy. In preliminary studies, we analyzed two kinds of aneuploidy genome expression characteristics. The results showed that the expression of genes involved in cell metabolism and reproduction has common characteristics in different aneuploidy genome. .In this project, We are going to profile gene expression, genome-wide specific DNA methylation and histone modificationin a set of trisomic byusing the following approaches: Q-PCR, RT-PCR, ChIP-PCR, MSPCR, RNA-seq, MeDIP-seq and ChIP-seq. The results will reveal characteristics of gene expression and epigenetic regulation in rice aneuploidy genome. We will focus on the key to exploit the characteristics of genes involved in cell metabolism and reproduction. Furthemore, combined with gene functional analysis and its effect on the phenotype, cell division behavior, the results will provide the construction of regulation network associated with gene expression and epigenetic modifications.
非整倍性变异是染色体数目变异主要类型之一。研究表明由于非整倍体基因组处于不平衡状态,因此整个基因组转录和表观遗传调控都会受到影响。通过本项目的实施,发现剂量效应与剂量补偿效应共存于不同非整倍体材料中,绝大多数基因表现为补偿效应,剂量效应的基因所占比例较小。通过GO富集分析和pathway富集分析发现在两个不同来源的非整倍体中存在与环境压力应激反应,细胞代谢、繁殖相关基因的共同上调或下调的共性特征,而与所添加染色体不存在相关性。对染色体片段重复材料进行转录组分析发现片段重复会影响基因组的表达。重复片段区域34.60%的基因表现出正剂量效应,经有性繁殖后,子代中表现剂量效应的基因数目发生下调。表明染色体片段重复区域的基因表现出明显的剂量效应,却对全基因组表达影响较小。说明水稻应对片段重复存在自我调控的能力,特别是通过有性繁殖减少其对自身生长发育的影响。另外通过LC-MS/MS、ChIP-PCR、ChIP-seq等技术对新型组蛋白修饰在水稻蛋白组分布特征及调控基因表达特征进行研究,发现新型组蛋白巴豆酰化和丁酰化修饰程度与基因表达成正相关,并且可以与乙酰化修饰共同促进基因的表达。为解析非整倍体的组蛋白修饰的表观遗传调控特征奠定基础。相关结果发表SCI论文5篇,中文权威1篇;培养博、硕士生6名。项目主持人2016年入选江苏省333工程第三层次培养对象。
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
Genome-wide Profiling of Histone Lysine Butyrylation Reveals its Role in the Positive Regulation of Gene Transcription in Rice
组蛋白赖氨酸丁酰化的全基因组分析揭示了其在水稻基因转录正调控中的作用
DOI: 10.1186/s12284-019-0342-6
发表时间: 2019-11-27
期刊: RICE
影响因子: 5.5
作者: [Liu, Shuai, Liu, Guanqing, Gong, Zhiyun]
通讯作者: Gong, Zhiyun
Global proteome analysis links lysine acetylation to diverse functions in Oryza sativa
全球蛋白质组分析将赖氨酸乙酰化与水稻的多种功能联系起来
DOI: 10.1002/pmic.201700036
发表时间: --
期刊: Proteomics
影响因子: 3.4
作者: [Chao Xue, Shuai Liu, Chen Chen, Jun Zhu, Xibin Yang, Yong Zhou, Rui Guo, Zhiyun Gong]
通讯作者: Zhiyun Gong
Segmental Duplication of Chromosome 11 and its Implications for Cell Division and Genome-wide Expression in Rice.
水稻 11 号染色体的片段复制及其对细胞分裂和全基因组表达的影响
DOI: 10.1038/s41598-017-02796-9
发表时间: 2017-06-02
期刊: Scientific reports
影响因子: 4.6
作者: [Zhang R, Xue C, Liu G, Liu X, Zhang M, Wang X, Zhang T, Gong Z]
通讯作者: Gong Z
DOI: 10.16872/j.cnki.1671-4652.2017.03.015
发表时间: 2017
期刊: 扬州大学学报(农业与生命科学版)
影响因子: --
作者: [张融, 邓世峰, 刘晓宇, 薛超, 王笑, 龚志云]
通讯作者: 龚志云
6
    组蛋白乙酰转移酶p300基因OsHAC701在水稻低温应答中的功能研究
    • 批准号:
      31871232
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      59.0万元
    • 批准年份:
      2018
    • 负责人:
      龚志云
    • 依托单位:
    水稻着丝粒DNA变异及其影响植株生长发育机制研究
    • 批准号:
      31370216
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      78.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      龚志云
    • 依托单位:
    我国草坪型狗牙根资源的细胞学和分子细胞学研究
    • 批准号:
      30600345
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      20.0万元
    • 批准年份:
      2006
    • 负责人:
      龚志云
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金