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基因组或亚基因组整入致鱼类生长性状改良的遗传机制

批准号:
31930111
项目类别:
重点项目
资助金额:
303.0 万元
负责人:
周莉
学科分类:
水产生物遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
周莉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
针对基因组或亚基因组整入可导致多倍体鱼类生长性状改良的前期发现,本项目试图从基因组解析、转录组表达特征和表观遗传变化追踪等研究,深入探讨基因组或亚基因组整入如何创制新种质导致养殖鱼类生长性状改良这一与水产动物遗传育种相关的关键科学问题。项目的研究思路是通过创制银鲫新多倍体,分析其父本基因组或染色体整入导致的亲本染色体丢失、重排等变化;解析新多倍体及其亲本生长发育不同阶段转录表达特征及动态变化,揭示不同来源基因组或亚基因组的偏向保留和兼容特征;揭示父母本基因组整合后产生的变化对新多倍体表型特别是生长性状的影响;分析转录动态变化与DNA甲基化、组蛋白修饰以及启动子区转座子变异之间的关联;揭示与生长性状关联的基因共表达模块和枢纽基因;鉴定嵌合或融合基因与新性状间的关联。通过本研究,试图从基因组结构、转录协调和新基因产生三个层面揭示不同来源基因组或亚基因组整合导致鱼类生长性状改良的遗传机制。
英文摘要
Focusing on previous findings that genome or sub-genome integration is able to lead to growth trait improvement in polyploid fish, this project will perform comprehensive analyses of genome, transcriptome and epigenetics, and attempt to explore the key scientific problem of genetic breeding that how genome or sub-genome integration create novel genetic resources and improve growth trait of aquaculture fish. The research framework and purpose include: to synthetize and screen gibel carp neo-polyploids with different growth performances, to analyze loss and/or rearrangement of parental chromosomes in the neo-polyploids, to analyze transcriptional landscape of neo-polyploids and their parents at different stages of development and growth, to reveal the biased retention and compatibility of genomes or sub-genomes, to exploit the changed effects of post-genome integration on phenotype and economic traits, especially growth trait, to analyze the association among dynamic expression changes, DNA methylation, histone modification and/or transposon variation in promoter region, and to identify the co-expressed gene networks, modules and hub genes which are highly associated with growth traits, as well as some chimeric or fusion genes that are related to the new traits. Through this study, we attempt to reveal genetic mechanisms on growth trait improvement in aquaculture fish caused by genome or sub-genome integration from three aspects, such as genome structure, transcriptional coordination and new gene creation.
多倍体一般具有生长快、适应性和抗病力强等优良农艺或经济性状,许多重要的作物和养殖鱼类被认为其演化历程中发生过多倍化事件。天然多倍体的这一显著优势吸引了育种家们发展多倍体育种技术以合成人工多倍体。本项目创制了6个具有不同生长和抗疱疹病毒CaHV能力的银鲫异源多倍体群体或克隆系;通过重测序、转录组等多组学揭示了父母本基因组整合后产生的基因组结构变化、部分同源基因的转录变化等对新多倍体表型、生长、抗CaHV性状的影响,特别是在不同基因组融合重构后对鲫复合种育性、性别和生殖方式的影响方面取得了重要的原创性发现。譬如发现合成双四倍体雄鱼性别决定系统与有性生殖能力的重新获得;发现倍性变化驱动鲫生殖方式转换和克隆多样性形成演化机制。上述发现揭示出一种可以产生大量克隆系的遗传演化策略,该策略可促进单性雌核生殖克隆系避免基因组衰退并增加其遗传多样性的潜能,同时为现今的银鲫遗传育种创造出丰富的种质资源,并开拓出一条基因组重构进行精准遗传育种路径。首次发现并定义了“无减数融合”(ameio-fusiongensis)生殖方式,建立了一个可持续大规模生产具有“无减数融合”生殖能力的新双三倍体“维持系”,由此研发出一条高效的不育异源多倍体育种技术路径。该研究不仅拓宽了对脊椎动物生殖方式转换的认识,还为水产动物多倍体育种和杂种优势固定提供了一个可行的策略。更为重要的是,提出了操纵生殖方式和倍性转换设计合成多倍体基因组的技术途径,并揭示了不同双三倍体鲫抗CaHV的抗性与氧代谢能力、以及白鲫12B染色体上两种单倍型启动子区域的差异密切相关。在组学分析的基础上,聚焦viperin、ptpn6、dicp-A与银鲫抗病力紧密相关的3个关键基因,采用CRISPR/Cas9基因编辑技术在体以及离体细胞学实验揭示了它们在调控银鲫抗CaHV性状的功能及其作用机制。
银鲫不同雌核生殖克隆系对鲫疱疹病毒抗性差异的调控机制研究
异育银鲫不同品系抗粘孢子虫抗性差异的研究
石斑鱼生殖调控重要功能基因的研究
  • 批准号:
    U0631007
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    120.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    周莉
  • 依托单位:
一个新的鱼类性别分化相关基因的生理功能及其信号转导研究
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