莲基因组遗传图谱构建与分子进化研究.docx
项目名称莲基因组遗传图谱构建与分子进化研究提名单位武汉大学提名意见我校生命科学学院丁毅教授，率领其研究团队历经10多年开展“莲基因组遗传图谱构建与分子进化研究”，项目取得重要的科学发现包括：(I)自主开发SSR、SNP等DNA分子标记，率先对中国莲种质资源进行基因分型和莲种质资源的遗传多样性分析，并率先在世界上构建了第一张莲高精度遗传图谱和BioNan。光学图谱，优化莲基因组草图并准确锚定到莲基因组中相应的染色体上。为莲的遗传育种、栽培以及被子植物的比较和演化基因组研究提供了重要的科学依据。(2)首次克隆鉴定出莲藕组蛋白NnH3.3基因、着丝粒组蛋白NnCenH3-A基因及其可变剪接体InCenH3-B基因的编码区序列；发现了位于NnCenH3核小体内的活性基因表现出低密度和低活性的特点；揭示了着丝粒相关重复序列在莲藕染色体上的分布情况，并发现了Tyl/copia家族反转录转座子为莲藕着丝粒的主要转座子成分。(3)采用二代、三代测序技术，完成了莲叶绿体基因组测序及其物理图谱构建。系统发育分析，揭示1.77亿年的莲属(NeluMbo)是悬铃木属(Pin)的姊妹进化枝，都属于基部真双子叶植物。它们的分化时间约为1.97亿年。基部双子叶植物内的IR扩张/收缩似乎是独立发生的。该项目从分子标记开发，莲全基因组重测序，再到构建高分辨遗传图谱、物理图谱，揭示出中国莲基因组的结构特征与进化途径，使得我国莲基因组研究保持了国际领先地位，也为莲的遗传育种和品质改良奠定了坚实的科学基础。提名该项目为湖北省自然科学奖二等奖。项目简介该项目属于生物学学科中植物基因组学研究领域。该项目解决了中国莲基因组结构和基因组进化特点这一基本科学问题。取得的主要科学发现：(1)针对当时世界上莲基因组信息匮乏问题，率先开发了一大批莲基因组DNA分子标记(SSR、SNP),用于莲种质资源的基因分型，并揭示了莲种质资源的遗传多样性现状；构建了第一张莲高密度遗传连锁图(含217,577个SNPS和198个SSRs)和光学图谱，率先对莲基因组草图进行了优化并准确锚定到莲基因组中相应的染色体上。(2)鉴定了莲藕组蛋白NnH3.3基因、着丝粒组蛋白NnCenH3-A基因及其可变剪接体InCenH3-B基因的编码区序列；首次发现了NnCenH3具有着丝粒组蛋白CenH3的特点，在莲细胞核中呈现发散的分布模式，在染色体上特异性地定位在着丝粒的位置：揭示了位于莲着丝粒的重复序列家族，展现了着丝粒相关重复序列在莲藕染色体上的分布情况。并发现了Tyl/copia家族反转录转座子为莲藕着丝粒的主要转座子成分。(3)采用二代、三代测序技术，首次完成了莲叶绿体基因组测序和其物理图谱的构建。系统发育分析，揭示1.77亿年的莲属(NeIUmbo)是悬铃木属(Platanus)的姊妹进化枝，都属于基部真双子叶植物。它们的分化时间约为1.97亿年。基部双子叶植物内的IR扩张/收缩似乎是独立发生的。综上所述，该项目的研究从莲基因组分子标记的开发，到完成莲全基因组测序，再到构建高分辨遗传图谱、物理图谱，进而揭示出中国莲基因组的结构特征与进化途径，这一系统性、原创性的研究工作，加深了人们对莲基因组的结构认识，保证了该研究处于莲基因组基础研究工作的前沿，使得我国莲基因组研究保持了国际领先地位，也为莲的遗传育种和品质改良奠定了坚实的科学基础。主要完成人（完成单位）丁毅（武汉大学）、潘磊（武汉大学、江汉大学）、桂松涛（武汉大学）、吴智华（武汉大学）、朱之轩（武汉大学）代表性论文（专著）目录序号论文（专著）名称/刊名/作者年卷页码（XX年XX卷XX页）发表时间（年月曰）通讯作者（含共同）第一作者（含共同）国内作者他引总次数检索数据库论文著名单位是否包含国外单位1ImprovingNelumbonuciferagenomeassembliesusinghigh-resolutiongeneticmapsandBioNanogenomemappingrevealsancientchromosomerearrangements/PLANTJOURNAL/SongtaoGui,JingPeng.XiaoleiWang,ZhihuaWu*RuiCao.JeromeSalse,HongyuanZhang,ZhixuanZhu,QiujuXia*ZhiwuQuan,LipingShu,VVedongKeandYiDing2018,94:721-7342018.3.25YiDingSongtaoGuiSongtaoGui,lingPeng.XiaoleiWang.ZhihuaWu,RuiCao.HongyuanZhang.ZhixuanZhu.QiujuXia.ZhiwuQuan,LipingShu.WedongKeandYiDing12ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)有2heNnCenH3proteinandCenlroinericDNAsequencesprofileofsacredlotus(NelumbonuciferaGaertn.)revealtheDNAstructuresanddynamicsofcentromeresinbasaleudicots/PLANTJOURNAL/ZhixuanZhu,SonglaoGui,JingJin.RongYi,ZhihuaWu,QianQianandYiDing2016,87:568-5822016.5.26YiDingZhixuanZhuZhixuanZhu,Song(aoGui,JingJin.RongYi,ZhihuaWu,QianQianandYiDing3ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)无3AprecisechloroplastgenomeofNehtmbonucifera(NeIumbonaceae)evaluatedwithSanger,IlluminaMiSeq,andPacBioRSIIsequencingplatforms:insightintotheplastid2014,14:2892014.11.19YiDingZhihuaWuZhihuaWu,SongtaoGui,ZhiwuQuan,LeiPan,ShuzhenWang,WeidongKe,38ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)无evolutionofbasaleudicots/BMCPLANTBIOLOGYZZhihuaWu.SongtaoGui,ZhiwuQuan,LeiPan.ShuzhenWang,WeidongKe,DequanLiang,YiDingDequanLiang,YiDing4磁珠富集制备建藕基因组的微卫星分子标记/中国蔬菜潘磊，郑鹏，徐杰，全志武，李双梅，刘宏高，柯卫东，丁毅2007,B08：7-132007.8.20丁毅潘磊潘磊，郑鹏，徐杰，全志武，李双梅，刘宏高，柯卫东，丁毅2中国科学引文数据库(CSCD)无510个中国藕莲品种SSR指纹图谱的构建与品种鉴别/中国蔬菜/全志武，汪静，潘磊，郑鹏，李双梅，柯卫东，丁毅2008,3：15-172008.3.18丁毅全志武全志武，汪静，潘磊，郑李双梅，柯卫东，丁毅34中国科学引文数据库(CSCD)中国知网(CNKI)无
