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亚端部串联重复序列组成特征对黑麦1R染色体短臂减数分裂识别配对的影响

批准号:
32070373
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
唐宗祥
依托单位:
学科分类:
植物资源保护与利用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
唐宗祥

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
染色体亚端部串联重复序列会影响其减数分裂的识别和配对。因串联重复序列很难组装,其在染色体亚端部的组成特点不明确,导致其影响同源染色体识别和配对的机制仍不清楚。我们创制了多种黑麦来源的小麦-黑麦1BL.1RS易位系,前期研究已发现不同易位染色体的1RS亚端部的串联重复序列组成有差异,重复序列组成相似的易位染色体具有更高的传递频率。本项目拟继续对1RS亚端部区域的多种串联重复序列家族进行生物信息学分析,设计代表各家族不同类群序列的寡核苷酸探针,借助ND-FISH、GISH和免疫共定位技术,研究不同来源1RS亚端部的串联重复序列组成特征,以及1RS减数分裂识别和配对的动态过程,建立串联重复序列组成特征与同源染色体配对频率之间的联系,明确影响同源染色体识别和配对的重复序列类型。研究结果将初步阐明串联重复序列影响同源染色体识别和配对的机制,也为创制新型小麦-黑麦1BL.1RS易位系提供理论指导。
英文摘要
Tandem repeats in subtelomeric regions of chromosomes can affect recognition and pairing of homologous chromosomes during meiosis. The mechanism is unclear because of the difficulties of assembling tandem repeats resulting in the unclear constitution features of tandem repeats in subtelomeric regions. Several kinds of wheat-rye 1BL.1RS translocation lines, in which 1RS arms were derived from different rye, have been developed. Previous work indicates that the compositions of tandem repeats are different in subtelomeric regions of different 1RS arms, and the 1BL.1RS chromosomes with similar compositions of tandem repeats were easily passed on to offspring. In this project, bioinformatic methods will be used to analyze the monomers of several families of satellite tandem repeats that locate in subtelomeric regions of 1RS arm. Then oligonucleotide probes representing different groups of tandem repeats will be designed. Combined with ND-FISH, GISH and immunolocalization techniques, these oligo probes will be used to investigate the composition feature of tandem repeats on subtelomeric regions of different 1RS arms, to investigate the dynamics of meiotic recognition and pairing of 1RS arms during meiosis, to illuminate the relationship between composition features of tandem repeats and meiotic pairing of 1RS arms, and to illustrate the types of tandem repeats affecting recognition and pairing of homologous chromosomes. The results will preliminarily illustrate the mechanism of tandem repeats affecting recognition and pairing of homologous chromosomes, and provide a theoretical guidance for the development of new wheat-rye 1BL.1RS translocation lines.
本项目利用已报道的串联重复序列pSc119.2、pSc200、pSc250、TaiI和rDNA家族的串联重复单元,以及新发现的串联重复序列0R3、598、TR72和362等设计寡核苷酸探针。用这些探针和ND-FISH,分析了17份1BL.1RS易位品种(系)以及这些易位系为亲本进行杂交获得的F1植株,筛选出了能反映1RS亚端部串联序列组成特征、串联重复序列组成差异以及1RS结构多态性的寡核苷酸探针10条。来自pSc119.2、pSc200、pSc250和TaiI家族的探针表明,黑麦中的1RS变异丰富。1BL.1RS易位品种(系)中,1RS的多态性主要由来自pSc119.2、pSc200、pSc250和TR72家族的探针体现。1BL.1RS易位品种(系)中,1RS亚端部的pSc119.2和pSc200家族成员以GC含量高的序列为主。串联重复序列pSc250家族成员中,AT碱基含量相对丰富。在所调查的1BL.1RS易位染色体中,pSc119.2、pSc200和pSc250存在7种排列方式,但对1RS减数分裂行为无影响。pSc200的组成差异越大,1RS在减数分裂过程中的配对频率越低,进而降低重组频率。而pSc250的组成差异对1RS的配对和重组无明显影响,可能与1RS上pSc250的碱基组成相关。ASY1和ZYP1的免疫荧光共定位实验表明,pSc200的组成差异阻碍了联会复合体轴向元件和中央元件向1RS的聚集,从而降低了其重组频率。1RS结构差异与Ph1位点共同影响1RS的减数分裂行为。易位系20T401的黑麦碱发生了变异。1RS亚端部串联重复序列的组成差异,引起1RS不等重组,造成1RS倒位重复,进而又产生9种新型结构变异1BL.1RS易位染色体。将核仁组织区扩展的1R染色体导入了小麦背景。建立了快速检测小麦背景中黑麦染色质的新方法。本项目研究结果,为提高小麦染色体的同源重组和诱导结构变异提供了理论指导,丰富了1BL.1RS易位染色体的遗传多样性,提高了小麦背景中黑麦染色质的检测效率。
小麦-黑麦1BL.1RS易位系中反转座子对临近基因表达影响的研究
  • 批准号:
    31471498
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    唐宗祥
  • 依托单位:
国内基金
海外基金