简述植物分子遗传学的新进展

发布网友发布时间：2022-05-09 18:55

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热心网友时间：2023-10-13 17:17

在“国家杰出青年科学基金”和国家自然科学基金重点项目支持下，来自东北师范大学植物分子表观遗传学实验室的研究人员对高等植物“杂交与进化”研究领域开展了重要的系统研究，在远缘渐渗杂交 (introgressive hybridization)对受体基因组稳定性影响方面取得了重要进展，这些研究成果已经在Molecular Biology and Evolution，Genetics，Plant Molecular Biology，Theoretical and Applied Genetics和 Genome 等权威杂志发表论文近10篇，并且受到包括美国科学院院士和英国皇家学会会员在内的国际权威的认可和好评。
植物的远缘杂交是指种以上分类单位的生物类型之间的杂交，包括同属植物的种间杂交和不同属植物的属间杂交，是高等植物基因组进化和新物种形成的主要动力之一。高等植物杂交与进化的关系一直是进化生物学上有争议的热点问题之一。一种观点认为，由于种间杂种在适合度(fitness)上的普遍劣势，杂交阻碍了进化；另一种观点则认为，杂交可以综合亲本种的适应性或创造出新的适应性，丰富基因库、拓宽生境，进而促进基因组进化和新种形成。可成活远缘杂种有3种主要命运：形成多倍体，二倍体重组或与亲本种之一回交（又称渐渗杂交）。近年来基因组学的巨大进展，解释了高等植物多倍体普遍性的原因，在二倍体重组途径导致新种形成的研究领域，也取得突破性进展，但关于第3种途径，即渐渗杂交 (introgressive hybridization) 在进化上的意义，实验性研究不多。
近些年来东北师范大学植物分子表观遗传学实验室在刘宝教授等的研究人员的共同努力下，2000年从DNA分子水平确证了外缘菰DNA的存在，并且在国际上首次发现植物异源多倍体物种形成可以定向诱发DNA序列删除及表观遗传变异现象，首次合成“水稻＋菰”属间可育体细胞杂种及有性杂交渐渗系的分子证明，发现外源DNA导入可诱发反转录转座子激活和DNA甲基化变异。这些研究结果为“远缘渐渗杂交促进基因组进化”的观点提供了分子水平上的实验性证据，并对利用远缘杂交进行作物遗传改良提出了新启示。