项目名称: 异源六倍化诱导小麦表型变异的生理学解析

项目编号: No.31670218

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2017

项目学科: 生物科学

项目作者: 杨春武

作者单位: 东北师范大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 普通小麦是由二倍体节节麦(DD genome)和栽培四倍体小麦 (AABB genome)经杂交和染色体加倍形成的异源六倍体。在小麦形成前,其二倍体和四倍体祖先已独立进化数十万年,选择压力的巨大差异可能已经将二者雕琢成完全不同的生理系统。异源六倍化后两个完全不同的生理系统融合,生理代谢特点将如何变化?进化过程中又将如何演化?对这些问题的解析无疑对理解小麦进化具有重要意义。本项目拟用小麦的二倍体和四倍体祖先人工合成六倍体小麦来模拟普通小麦的瞬时形成过程;通过比较合成小麦与自然六倍体小麦的差别来分析长期进化的影响,也使用抽提四倍体小麦(将六倍体的DD染色体抽离)与其六倍体供体、自然四倍体相比,来探讨长期进化过程中AB亚基因组发生哪些变化。我们前期工作已经证明,六倍化后小麦根生物量和氮利用效率都明显增加。本项目拟利用上述材料,研究小麦六倍化过程中,这两个关键表型变异的生理生化机制,二者是否关联。

中文关键词: 多倍体;小麦;适应性进化;可塑性;适合度

英文摘要: Common wheat is a young allohexaploid species that arisen through hybridization and chromosome doubling of cultivated tetraploid wheat (Triticum turgidum, 4n=28, AABB genome) with the wild grass Aegilops tauschii Coss. (2n=14, DD genome). Physiological systems of cultivated tetraploid wheat and wild Ae. tauschii independently evolve, undergoing distinct selective pressures for several hundred thousand years. Differentiated physiological metabolism traits have probably been sculpted. It is interesting that, after merging AABB and DD genomes, how physiological metabolism traits respond and behave and how the altered traits will evolve during its subsequent evolution process. It is important for understanding of wheat evolution. Some synthetic allohexaploid wheats produced by crossing cultivated tetraploid wheat with wild diploid grass ( Ae. tauschii, genome DD), natural hexaploid bread wheats, and a ploidy-reversed wheat (extracted tetraploid wheat) were used in main experiments of the present work. We compared the metabolism traits of synthetic allohexaploid wheats with their parental genotypes to understand the instantaneous effects of allohexaploidization. Also, we compared the synthetic allohexaploid wheats with natural hexaploid wheats to get insights into the evolution and domestication. To construct extracted tetraploid wheat, the AABB component from a common wheat line were extracted by hybridization to a tetraploid wheat, followed by repeated backcrossing to this common wheat as the recurrent parent. In theory, “extracted” tetraploid wheat with a genomic composition of AABB that is virtually identical to the BBAA subgenomes of its common wheat donor. It is ideal mode for investigating how AABB component of common wheat behaves during its long term evolution process comparing “extracted” tetraploid wheat with its common wheat donor and natural tetraploids. In this work, we plan to focus on two key phenotypes, root biomass and nitrogen use efficiency, because we observed that both root biomass and nitrogen use efficiency were enhanced after allohexaploidization in our previous research. We will investigate the physiological mechanisms of enhancements of root biomass and nitrogen use efficiency during wheat allohexaploidization, and also will consider whether the change of nitrogen use efficiency is related to root trait evolution.

英文关键词: Polyploid;Wheat;Adaptive evolution;Plasticity;Fitness

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

【ICLR2022】基于任务相关性的元学习泛化边界
专知会员服务
19+阅读 · 2022年2月8日
【博士论文】视觉语言交互中的视觉推理研究
专知会员服务
63+阅读 · 2021年12月1日
【NeurIPS2021】InfoGCL:信息感知图对比学习
专知会员服务
37+阅读 · 2021年11月1日
专知会员服务
19+阅读 · 2021年8月15日
专知会员服务
66+阅读 · 2021年7月25日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年5月18日
专知会员服务
38+阅读 · 2021年4月25日
【NeurIPS 2020】视觉注意力神经编码
专知会员服务
42+阅读 · 2020年10月4日
【干货】人类海马体精细亚区加工工作记忆的神经动力学机制
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月8日
AI从底物和酶的结构中预测米氏常数,量化酶活性
【NeurIPS2021】InfoGCL:信息感知图对比学习
图与推荐
1+阅读 · 2021年11月3日
我们从哪里来?跨物种脑网络组图谱绘制为研究人类本源增添新证据
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年7月12日
【WWW2021】高效的非抽样知识图谱嵌入
专知
0+阅读 · 2021年4月25日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月16日
The Importance of Credo in Multiagent Learning
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
20+阅读 · 2018年1月17日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
【ICLR2022】基于任务相关性的元学习泛化边界
专知会员服务
19+阅读 · 2022年2月8日
【博士论文】视觉语言交互中的视觉推理研究
专知会员服务
63+阅读 · 2021年12月1日
【NeurIPS2021】InfoGCL:信息感知图对比学习
专知会员服务
37+阅读 · 2021年11月1日
专知会员服务
19+阅读 · 2021年8月15日
专知会员服务
66+阅读 · 2021年7月25日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年5月18日
专知会员服务
38+阅读 · 2021年4月25日
【NeurIPS 2020】视觉注意力神经编码
专知会员服务
42+阅读 · 2020年10月4日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员