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利用全基因组信息挖掘小麦营养逆境响应的重要基因
【机构】 中国科学院南京土壤研究所； 山东大学生命科学学院；
【摘要】 从2014年7月《Science》杂志推出小麦专辑并报道了小麦全基因组草图,近四年来,不同倍性小麦的多个版本全基因组测序结果陆续释放,到2018年8月,《Science》杂志发表六倍体小麦的参考基因组,预示着小麦研究进入了后基因组时代-如何利用全基因组信息,发掘控制小麦重要农艺性状的关键基因,成为了小麦研究的新议题。受《TrendsinPlant Science》、《Trends in Biotechnology》等杂志的邀请,我们先后于2015年和2018年撰文梳理了这一问题的解决方案和策略;同时,参与搭建了wheat multi-omics的数据库平台,整合了不同版本的小麦全基因组、表观组、转录组等数据。基于这些策略和数据库,我们:(1)鉴定到一个小麦盐响应基因TaCYP81D5。有趣的是,该基因在小麦基因组中存在五个串联重复拷贝,而在小麦近缘物种短柄草的对应基因组区域内只存在一个拷贝的同源基因。在小麦中过表达该基因,可以提高耐盐性;敲除其中的一个拷贝,不会引起耐盐性的变化,而在短柄草中敲低其唯一同源基因的表达,则会导致盐敏感。(2)利用全基因组信息,全套克隆了小麦中高亲和力硝酸根转运蛋白NRT2及其伴侣蛋白NAR两个基因家族的成员;并根据全基因组信息,对其启动子进行分析,发现小麦根部特异表达的NRT2和NAR启动子区存在多个ABRE(ABA响应)顺式作用元件。借助药理学、遗传学、生物化学等实验,证实ABA参与小麦NRT2和NAR的氮响应过程。
- 【会议录名称】 第七届长三角植物科学研讨会暨青年学术报告会摘要集
- 【会议名称】第七届长三角植物科学研讨会暨青年学术报告会
- 【会议时间】2018-10-12
- 【会议地点】中国上海
- 【分类号】S512.1
- 【主办单位】上海市植物生理与植物分子生物学学会、上海市植物学会、浙江省植物生理与植物分子生物学学会、浙江省植物学会、江苏省植物生理学会、江苏省植物学会、安徽省植物学会