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          我校林木分子育种团队在miRNA形成与遗传调控领域取得新进展

          [发布日期:2018-07-06 点击数: ]


          MicroRNAmiRNA)是生物体内长度约20-25个核苷酸的小RNA,在生长火狐体育下载、发育与抗逆性形成中发挥了关键的遗传调控作用。揭示miRNA形成、等位变异模式与遗传调控机制,回答miRNA从哪里来?到哪里去?如何发挥作用?等一系列科学问题,是林木遗传改良与分子育种的基础,对于提高木材产量火狐体育下载、改良木材品质具有重要意义火狐体育下载。但,先前在人类遗传学或植物学研究中,仅对参与miRNA加工过程的个别成员进行了遗传变异检测,而对miRNA生物形成通路上所有基因的等位变异火狐体育下载,及如何由此引起的miRNA表达模式改变,进而影响其与靶基因的遗传互作,尚未系统开展。

          为此,张德强教授团队依托国家重点研发计划课题(No. 2016YFD0600102)与国家自然科学基金项目(No. 31670333),首次系统开展miRNA加工途径基因(miRNA biogenesis genes, miRBGs)与下游靶基因等位位点miRBGs-miRNA-靶基因)的功能调控及互作机制研究,研究成果近期在线发表于生物学TOP刊《New Phytologist》(IF7.433火狐体育下载,生物学一区),引起国际同行广泛关注火狐体育下载火狐体育下载。

          研究以模式树种毛白杨为材料,利用RNA-seq技术与生物信息学方法,确定了在次生维管组织差异表达80miRBGs火狐体育下载,152miRNAs457个靶基因火狐体育下载;利用群体重测序技术分别检测到11,400miRBGs)、5,860MIRNAs)和20,916个(靶基因)SNP位点。研究显示每一miRBG SNP的等位变异会导致多数miRNAs表达量发生显著变化。

          结合群体遗传学与关联遗传策略,检测到与林木生长及木材品质性状显著关联的324SNP位点火狐体育下载,每一位点可解释表型变异的1.46%-14.09%。对与木质素显著关联的miRBG、MIRNA和靶基因进行不同基因型表达模式分析,显示miRBGSNPs能够改变miRBG-miRNA以及miRNA-靶基因的表达相关性火狐体育下载,表明miRBG变异可通过影响miRNA表达丰度进而调控下游靶基因的表达,表型性状发生遗传变异的根本决定因子,以此构建了影响林木生长与木材品质变异的miRBG–miRNA–target上位性互作网络,为林木生长与木材品质性状分子育种提供了理论指导与技术支持火狐体育下载。

          该文章的第一作者是生物学院在读博士生陈蓓蓓火狐体育下载,张德强教授为通讯作者,团队成员陈金辉、杜庆章、周大凌等参与了该研究的具体实验工作。

          附论文题目: Genetic variants in microRNA biogenesis genes as novel indicators for secondary growth in Populus.

          论文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.15262.

          (生物学院、高精尖中心)

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