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microRNA在中国特有海菜花属植物物种分化中的作用研究

批准号:
32070253
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈进明
学科分类:
植物系统发生与进化
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈进明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
异质性的生态环境因子及其歧化选择作用在物种分化及形成的过程中具有重要作用。基因表达及其调控的改变是物种对异质性生态环境适应的重要方式。目前对基因表达调控在生态物种形成及分化过程中的作用的认识仍十分有限。本项目拟从microRNA(miRNA)的基因表达调控着手,以分布于云贵高原及其邻近地区的中国特有海菜花属植物为研究对象,开展miRNA调控网络在物种间的进化分析,鉴定每一类群中有显著调控关系的“miRNA-靶基因对”;通过对不同自然生境下各类群的这些“miRNA-靶基因对”的表达模式的比较分析,并通过室内控制实验验证,筛选出表达模式与环境因子变化显著相关的“miRNA-靶基因对”;揭示不同类群对环境因子变化发生一致性表达响应的“miRNA-靶基因对”其对应的基因组区域的遗传分化程度,最终阐明miRNA在中国特有海菜花属植物物种分化中的作用,为我们深入揭示生态物种形成机制提供新的视野。
英文摘要
Heterogeneous environmental factors and their divergent selections play important roles in species diversification and speciation. Gene expression variations among populations reflect the species’ adaptation to heterogeneous environments. To date, the role of gene expression regulation in adaptive differentiation of species and ecological speciation is still poorly understood. In this study, we investigate the potential role of microRNA (miRNA) regulation in the diversification of Chinese endemic plant species in Ottelia from the Yunnan-Guizhou Plateau and its adjacent areas. Basing on the data of the miRNA and mRNA transcriptomes from the representative plants of each endemic taxon generated by this study, we will analyze the evolution of miRNA regulatory network among species, and identify the “miRNA-target gene pairs” with negatively correlated expression level. We will further screen the “miRNA-target gene pairs” being sensitive to the environmental factors, which display congruent expression patterns in both natural populations and greenhouse experiment. Combining genome resequencing data generated previously by our research group, we will also unveil the genetic differentiation of these “miRNA-target gene pairs”. Collectively, we will clarify the role of miRNA in the diversification of the Chinese endemic Ottelia species, and our findings will provide new insights into the mechanism of plant speciation and adaptive evolution.
异质性的生态环境因子及其歧化选择作用在物种分化及形成的过程中具有重要作用。基因表达及其调控的改变是物种对异质性生态环境适应的重要方式。目前对基因表达调控在生态物种形成及分化过程中的作用的认识仍十分有限。本项目从microRNA(miRNA)的基因表达调控着手,以分布于云贵高原及其邻近地区的中国特有海菜花属植物为研究对象,开展了miRNA在中国特有海菜花属植物物种分化中的作用研究。经过四年的广泛的野外调查、温室控制及室内实验分析,本课题组已按照计划完成所定的内容:1)构建了高质量的嵩明海菜花参考基因组并揭示了其喀斯特生境适应性机制,发现该种全基因组加倍后保留下的基因可能与快速适应沉水生境中高盐、高pH的特殊生境有关;2)开展了miRNA在中国特有海菜花植物适应性物种分化中的作用机制研究,结果表明中国海菜花属植物居群分布于地理环境差异巨大的区域,生境的异质性对其“miRNA-靶基因对”表达模式分化影响显著。研究结果还揭示了miRNA在海菜花属植物物种分化中的特异性生物合成,解析了“miRNA-靶基因对”在海菜花适应异质性环境过程中的分子调控机制。为了更深入全面理解海菜花属植物物种分化及适应性进化机制,在本项目的协助支持下,也开展了如下相关的研究工作:1)开展了濒危特有种嵩明海菜花种群历史及遗传多样性分析,结果表明该种遗传多样性极低,且其有效种群大小一直呈下降趋势;2)开展了非洲赞比亚境内三大淡水生态区分布的海菜花(O. ulvifolia)种群遗传多样性及遗传结构分析,揭示了影响其种群遗传多样性及遗传结构的因素;3)开展了非洲海菜花属植物适宜分布区模拟研究,发现非洲海菜花属植物未来分布区可能向较高海拔地区扩散。相关的研究结果为了解海菜花属植物物种的遗传多样性及适应性分化提供了资料,并为制定对该属植物的切实有效的保护和管理措施提供了理论指导。
莲两生态型自然居群全基因组DNA甲基化变异模式比较研究
  • 批准号:
    31870208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    陈进明
  • 依托单位:
基于基因组重测序研究莲属植物的物种形成及分化机制
  • 批准号:
    31570220
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈进明
  • 依托单位:
异型花柱植物莕菜两型花间差异基因的克隆及表达分析
  • 批准号:
    31270278
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    陈进明
  • 依托单位:
花柱二型性水生植物莕菜的分子谱系地理学研究
  • 批准号:
    30970195
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    陈进明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金