中國科學院昆明植物研究所
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昆明植物所挖掘野生杜鵑樹皮粗糙、光滑關鍵調控基因取得新進展

文章來源:中國西南野生生物種質資源庫  |  發布時間:2024-01-16  |  作者:葉倩男  |  瀏覽次數:  |  【打印】 【關閉

 

  杜鵑花泛指杜鵑花科(Ericaceae)杜鵑花屬(Rhododendron L.)植物。中國是杜鵑花分布最多的國家,約有530余種,杜鵑花種類繁多,花、葉兼美,是中國十大傳統名花之一,其中高山杜鵑花冠碩大、花色絢麗、顏色豐富、株型優美、四季常綠,不僅可作高檔盆花,還是園林綠化的珍貴樹種和樁景,具有極高的觀賞和經濟價值。

  中國科學院昆明植物研究所科研團隊以馬纓杜鵑(Rhododendron delavayi)、露珠杜鵑(Rhododendron irroratum)及其后代雜交群體(Rhododendron agastum)為研究對象,開展關鍵功能基因挖掘研究。研究團隊對2種杜鵑及其雜交后代、260份樣本進行全基因組重測序,通過分析獲得了5,328,800個高質量的SNPs;通過系統發育和群體結構分析,揭示了(圖1)雜交后代群體與親本馬纓杜鵑的親緣關系更為密切,2種杜鵑及其雜交后代群體間分化程度和群體內個體多樣性程度較高;通過對19種重要園藝性狀的表型觀察、測量和統計,發現不同群體杜鵑的樹皮粗糙程度不受環境影響。結合GWAS、選擇性清除分析和轉錄組測序表達模式分析等方法,研究人員鑒定到了4個與樹皮粗糙程度顯著相關的候選基因,并利用RT-qPCR對表達結果進行了驗證。 

  基于實驗分析結果,該研究獲得了高質量、高覆蓋度的變異位點數據集,鑒定到了與杜鵑樹皮粗糙程度顯著相關的目標基因,揭示了兩種杜鵑及其雜交群體間的遺傳進化關系;該研究得到的候選基因資源,可以指導杜鵑屬植物進行定向遺傳改良;開發得到的適用于多種野生植物的GWAS分析方法,將為后續其他物種的研究,奠定良好基礎(圖2)。 

  近日,相關研究成果以Genome and GWAS analysis identified genes significantly related to phenotypic state of Rhododendron bark為題在線發表于園藝學頂級期刊Horticulture Research上。博士研究生葉倩男、云南省農業科學院花卉研究所副研究員張露為論文共同第一作者,昆明植物研究所研究員(現為浙江農林大學教授)章成君、云南省農業科學院院長王繼華研究員和昆明植物研究所馬永鵬研究員為該論文共同通訊作者。本研究得到了ZIAT-Special Project, Science and Technology Talent and Platform Program of Yunnan Province等多個項目的資助。 

  文章鏈接

 

1 三種杜鵑種群結構、PCA、系統發育樹(Neighbor-joining , NJ)和親緣關系分析

 

2 研究采用的分析方法和流程

(責任編輯:李雪)

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