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陈劲枫团队研究揭示甜瓜属异源多倍体化进化中可能出现的新现象

发布人:王星 朱早兵 发布日期:2018-02-27 文章作者:王星 朱早兵 点击:

新年伊始,植物学领域的主要国际学术期刊The Plant Journal (2016年影响因子5.901)在线发表了我校陈劲枫教授团队的最新研究成果,论文题目为“Allopolyploidization in Cucumis contributes to delayed leaf maturation with repression of redundant homoeologous genes”,我校园艺学院虞夏清博士为论文第一作者,陈劲枫教授为通讯作者。  

异源多倍体化是植物进化的主要动力之一,因此异源多倍体化研究一直是植物进化研究的热点。甜瓜属人工异源四倍体(Cucumis ×hytivus)是由我校陈劲枫教授前期通过黄瓜(C. sativus)与其近缘野生种酸黄瓜(C. hystrix)之间的远缘杂交和基因组加倍创制的重要材料,是研究异源多倍体化相关机制的理想模型。异源多倍体同时包含杂种性和多倍性的双重影响,因此其表型会呈现出复杂的变异。本研究对甜瓜属人工异源四倍体及其亲本进行研究,发现甜瓜属人工异源四倍体存在叶片延迟成熟的特异表型,表现在叶面积与光合能力增长缓慢、叶绿素与类胡萝卜素含量偏低以及库-源转化异常等方面。同时,该人工异源四倍体的叶绿体排列松散,内部结构紊乱,可见甜瓜属的多倍体化事件对叶绿体的正常发育造成了显著影响。在该人工异源四倍体中,叶绿素的生物合成关键基因HEMA1、HEME2和POR表现为较亲本显著下调表达的非加性表达特征,推测叶绿素生物合成受阻为其叶绿素缺乏的主要因素。基因克隆证实来自双亲的部分同源基因在异源四倍体中均得以保留,并在异源四倍体中存在融合了双亲基因序列的HEMA1嵌合基因。本研究在一定程度上揭示了甜瓜属异源多倍体化产生表型变异的分子机理,对不同染色体基数的物种间异源多倍体的创制与应用提供了参考。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13865/full


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