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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

遺傳發(fā)育所利用非編碼RNA揭示小麥多倍體形成與進(jìn)化機(jī)制

2014-11-21 遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所

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語(yǔ)音播報(bào)

　　中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所韓方普研究組長(zhǎng)期從事小麥遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程工作，利用人工合成的四倍體小麥通過(guò)非編碼RNA如rDNA研究表明：雙親的rDNA基因在雜種F1均表達(dá)，但染色體組加倍當(dāng)代A組發(fā)生rDNA沉默并發(fā)生啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化升高。長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中小麥的rDNA發(fā)生嚴(yán)重的變化：A組位點(diǎn)大部分丟失，D組位點(diǎn)拷貝數(shù)減少并失去功能，B組的一對(duì)染色體rDNA位點(diǎn)發(fā)生位置變化。人工合成的部分組合產(chǎn)生的四倍體小麥在高代發(fā)生A組rDNA位點(diǎn)消失，符合小麥進(jìn)化的第一次染色體加倍而長(zhǎng)期進(jìn)化丟失A組的部分或全部rDNA 位點(diǎn)。而B組的rDNA位點(diǎn)除一對(duì)染色體發(fā)生位置變化，均保持活躍轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。雙單倍體狀態(tài)下雙親的rDNA均表達(dá)，加倍當(dāng)代表現(xiàn)出基因組偏向沉默，但用細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo)獲得普通小麥單倍體發(fā)現(xiàn)沉默的rDNA并不能因倍性改變而恢復(fù)活性。同時(shí)，利用人工合成小麥及其遠(yuǎn)緣雜交材料，詳細(xì)研究非編碼RNA在麥類著絲粒的變異與新著絲粒的形成作用及變化機(jī)制。

　　韓方普研究組博士生郭翔完成這一工作，部分結(jié)果發(fā)表在The Plant Cell (DOI:10.1105/tpc.114.129841)。該工作得到科技部“863”項(xiàng)目及植物細(xì)胞與染色體工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持。

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　　普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，染色體組分別為A組（來(lái)自烏拉爾圖小麥）、D組（來(lái)自粗山羊草）和B組（未確定但可能來(lái)自與S組相關(guān)的山羊草）。普通小麥形成經(jīng)歷兩次雜交和兩次染色體組加倍過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，染色體組加倍伴隨基因組沖擊而發(fā)生修飾或重組等。
　　中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所韓方普研究組長(zhǎng)期從事小麥遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程工作，利用人工合成的四倍體小麥通過(guò)非編碼RNA如rDNA研究表明：雙親的rDNA基因在雜種F1均表達(dá)，但染色體組加倍當(dāng)代A組發(fā)生rDNA沉默并發(fā)生啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化升高。長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中小麥的rDNA發(fā)生嚴(yán)重的變化：A組位點(diǎn)大部分丟失，D組位點(diǎn)拷貝數(shù)減少并失去功能，B組的一對(duì)染色體rDNA位點(diǎn)發(fā)生位置變化。人工合成的部分組合產(chǎn)生的四倍體小麥在高代發(fā)生A組rDNA位點(diǎn)消失，符合小麥進(jìn)化的第一次染色體加倍而長(zhǎng)期進(jìn)化丟失A組的部分或全部rDNA 位點(diǎn)。而B組的rDNA位點(diǎn)除一對(duì)染色體發(fā)生位置變化，均保持活躍轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。雙單倍體狀態(tài)下雙親的rDNA均表達(dá)，加倍當(dāng)代表現(xiàn)出基因組偏向沉默，但用細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo)獲得普通小麥單倍體發(fā)現(xiàn)沉默的rDNA并不能因倍性改變而恢復(fù)活性。同時(shí)，利用人工合成小麥及其遠(yuǎn)緣雜交材料，詳細(xì)研究非編碼RNA在麥類著絲粒的變異與新著絲粒的形成作用及變化機(jī)制。
　　韓方普研究組博士生郭翔完成這一工作，部分結(jié)果發(fā)表在The Plant Cell (DOI:10.1105/tpc.114.129841)。該工作得到科技部“863”項(xiàng)目及植物細(xì)胞與染色體工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持。
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