赤霉素（GA）作為重要的植物生長調(diào)節(jié)劑，在種子萌發(fā)、莖伸長與花發(fā)育等諸多方面具有重要的調(diào)控作用，但響應(yīng)GA誘導的遺傳因子有哪些，這些遺傳因子間又是如何協(xié)同互作調(diào)控木材產(chǎn)量與品質(zhì)性狀還知之甚少。為此，張德強教授團隊以毛白楊優(yōu)良無性系為材料，在全球范圍內(nèi)率先完成了林木編碼與非編碼RNA序列響應(yīng)赤霉素的研究工作，兩項研究成果均于近期發(fā)表在國際著名植物學雜志《Journal of Experimental Botany》上（影響因子為5.526）。
該研究利用基因組重測序、SNP檢測、RNA-Seq等技術(shù)手段，確定了在赤霉素處理下非編碼RNA與mRNA轉(zhuǎn)錄水平的變化。選用多基因、多位點關(guān)聯(lián)作圖模型，分別從不同角度解析了差異表達的光合相關(guān)基因與lncRNA內(nèi)常見SNP位點對林木生長與木材纖維品質(zhì)性狀的加性、顯性與上位性遺傳效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)了410個lncRNA可以響應(yīng)赤霉素處理，并確定了939個順式調(diào)控的靶基因和965個反式調(diào)控靶基因。功能分析顯示，這些靶基因參與纖維素與果膠的生物合成及生長素的信號傳導途徑。聯(lián)合遺傳學分析表明，分別來自lncRNA及其靶基因的112、1014個SNP位點與生長及木材品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)。同時，確定了47個來自于赤霉素響應(yīng)通路上的基因與光合、生長及木材品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)，上位性效應(yīng)模型驗證了來自該通路上37個基因具有顯著的上位性，表明這些基因之間存在重要的遺傳互作效應(yīng)。研究首次提出了在調(diào)控通路研究中應(yīng)將RNA-Seq、啟動子富集分析與上位性效應(yīng)聯(lián)合解析基因互作的新方法，強調(diào)了基于生物學途徑上多基因關(guān)聯(lián)作圖模型在揭示樹木重要數(shù)量性狀主要遺傳變異效應(yīng)方面的優(yōu)勢，為推動林木數(shù)量性狀遺傳改良進程提供了新的理論。
上述兩項研究成果的第一作者分別為張德強教授團隊的青年教師謝劍波博士，與在讀博士生田佳星同學。這是張德強團隊自2012年開創(chuàng)林木功能基因標記連鎖-連鎖不平衡聯(lián)合作圖研究以來，在林木數(shù)量性狀遺傳變異研究方面取得的又一次突破，鞏固了我校在林木基因標記輔助育種方向國內(nèi)領(lǐng)先，國際知名的地位。
附：文章鏈接：
http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2016/02/22/jxb.erw057
http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2016/04/18/jxb.erw151
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