课题基金 / 基金详情

柳树ZW性别决定系统发生机制研究

批准号:
32071795
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈赢男
依托单位:
学科分类:
森林信息学与森林经理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈赢男

项目摘要

结项摘要

陈赢男的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
性别分化一直是植物学研究的热点。杨、柳是雌雄异株植物,起源于共同的祖先,但杨树(Chr.19)和柳树(Chr.15)的性染色体分别由不同常染色体进化而来,且杨树(XY)和柳树(ZW)性别决定系统不同。XY性别决定系统国际上已相对有深入研究,并已在不同植物中成功克隆了性别决定基因。具有ZW性别决定系统的植物很少,ZW性别决定系统是如何调控性别分化的?本项目旨在针对这一科学问题开展研究。柳树是少数具有ZW性别决定系统的植物。以簸箕柳为研究对象,申请人已完成性别决定位点精细定位。在此基础上,申请人拟通过家系连锁分析和自然群体关联分析相结合的方法,克隆簸箕柳性别决定基因;构建Z、W染色体性别决定基因区单倍型,解析性别决定基因区序列特征,阐明ZW性别决定系统发生机制;利用转录组、Small RNA、DNA甲基化测序等手段,阐明性别决定基因作用模式和表达特征;通过转化拟南芥,验证性别决定基因功能。
英文摘要
The genetic control of sex determination has always been a hot topic in biology research. Populus and Salix originated from a common paleotetrapolyploid ancestor, however, they have different sex-determining systems and different autosomes evolved into sex chromosomes in the sister genera. Thus far, many profound studies have been carried out on the XY sex-determining system and sex determination genes have been successfully cloned in some plants. In plants, species with ZW sex-determining system are less common, and it is still a question how the ZW system determines plant sex. The purpose of this project is to answer the scientific question. Willow is one of the few plants with ZW sex-determining system. We have accomplished fine mapping of gender loci in Salix suchowensis. Based on the previous work, we aim to clone the sex determination gene of S. suchowensis by combining linkage analysis and association analysis. Through reconstructing haplotypes of sex-determining region (SDR), we will further analyze the sequence characterization of the SDR and reveal the occurrence mechanism of the ZW sex-determining system. We will also characterize the function model and expression pattern of the sex determination gene using DNA methylome, transcriptome and small RNA sequencing. Additionally, we will verify the function of sex determination gene of S. suchowensis through the genetic transformation in Arabidopsis thaliana.
植物性别决定系统及其性染色体的起源与演化是植物学界广泛关注的热点问题。杨属和柳属植物作为杨柳科中的姊妹属,源自共同的古四倍体祖先,均为典型的雌雄异株植物,但在性别决定系统上存在较大差异:大多数杨树为XY系统(雄性杂合),性别决定基因定位在19号染色体;而柳树为ZW系统(雌性杂合),性别决定基因定位在15号染色体。这一现象表明,尽管杨柳科植物起源相同,但性染色体分别由不同的常染色体演化而来,形成了截然不同的XY和ZW性别决定体系。目前,杨树性别决定基因及其作用的分子机制已经相对清晰,而柳树ZW性别决定系统的遗传机制尚不明了。因此,要深入理解杨柳科植物性染色体的独立演化机制,关键在于柳树性别决定基因的识别与克隆。. 簸箕柳是杂交当年即可开花的小灌木,具有个体小、世代短、易于布置大规模田间实验等优势,是研究ZW性别决定系统的理想材料。在国家自然基金基年项目(编号31400564)资助下,项目负责人完成了簸箕柳性别决定基因的精细定位及候选基因查找。在此基础上,本项目进一步以簸箕柳为研究对象,综合采用家系连锁分析、比较基因组学分析和转录组测序等方法,成功鉴定并克隆了簸箕柳性别决定基因,阐明了性别决定基因作用模式和表达特征;通过构建Z、W染色体性别决定基因区单倍型,解析了性别决定基因区序列特征;通过开发性别特异的分子标记,建立了簸箕柳性别早期鉴别技术体系。本项目取得的研究成果不仅为理解杨柳科植物性别决定系统和性染色体的独立演化机制提供了关键线索,有助于揭示植物性别分化的复杂性和动态性,同时还为柳树的早期性别鉴别和分子辅助良种选育建立了技术体系,具有重要的应用价值。. 本项目按照申请书中预定的“年度研究计划”实施和开展研究工作,现已完成所有研究任务,取得了预期的研究成果。项目执行期内,共发表研究论文14篇,其中SCI论文8篇,圆满完成项目预期研究目标。
簸箕柳性别基因精细定位及性别位点区域图谱比较
  • 批准号:
    31400564
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    陈赢男
  • 依托单位:
国内基金
海外基金