利用比较基因组学的FISH技术研究5种猕猴桃种间亲缘关系

Kiwifruit is one of the important economic plants. Due to the complicated ploidy level, various and wide range of Actinidia species, dioecious strain, chromosome are small and the number huge, result in the interspecific relationship and genetic composition, as well as relationship between each genome in Actinidia is unclear in a long time. Also lack the systematic classfication of species in Actinidia based on genetic composition. In this research, we'll continue to use the successful method and techniques in Oryza which established by us. Useing Cot-1 DNA and genomic DNA (gDNA) of Actinidia chinensis as probes to analyses the genome of five different species in Actinidia comparatively by fluorescence in situ hybridization (FISH). The whole-genome of Actinidia chinese will be sequenced.In order to determine the gene sources and relationship between Actinidia chinensis and its related materials. Meanwhile, combined with genome sequencing and cytological karyotype to study the classification of Actinidia and determine the genetic background of various materials. At last, according to the genome-based on comparative genomic FISH technique in Actinidia researching practice, establish a set of new ideas and new methods from the level study of cell and molecular genetics of plant genomics and taxonomy of Actinidia, improve the technology universality in Actinidia plant taxonomy, germplasm evaluation and rapid identification.

猕猴桃是重要的经济植物，由于倍性复杂、种类繁多、雌雄异株以及染色体小且数量多，造成长期以来该属种间亲缘关系不清，缺乏以基因组遗传组成为依据的系统性分类，基本遗传组成以及各个基因组彼此之间关系不甚明了。本研究沿用我们创建的在稻属种内以及种间基因组关系研究成功的思路和成熟技术，对中华猕猴桃二倍体进行全基因组测序，并以中华猕猴桃gDNA和中高度重复序列的Cot-1DNA为探针，对属内5个不同种进行FISH核型比较分析，确定中华猕猴桃不同材料基因组成来源及其与近缘种之间的关系，并结合基因组测序和细胞学核型的研究结果对猕猴桃属植物基因组进行分类，确定猕猴桃属各材料的遗传背景特征。通过基于比较基因组学的FISH技术在猕猴桃属中的研究实践，建立从细胞分子遗传学水平研究植物基因组学和分类学的新思路和新方法，提高这一技术在猕猴桃属植物分类、种质资源评估以及快速鉴定研究方面的通用性。

猕猴桃是人们日常生活不可缺少的水果及重要经济植物，中国拥有全球94%的野生猕猴桃资源，是猕猴桃的原产地，也是全球猕猴桃品种改良和新品种选育的主要来源地。但是由于倍性复杂等原因，造成长期以来猕猴桃属种间亲缘关系不清，缺乏以基因组遗传组成为依据的系统性分类，这些问题严重阻碍了我们对猕猴桃属资源的开发利用。. 本研究沿用我们创建的在稻属种内以及种间基因组关系研究成功的思路和成熟技术，以中华猕猴桃gDNA和中高度重复序列的Cot-1DNA为探针，对7种猕猴桃进行了初步的FISH核型分析比较，对猕猴桃属内倍性最复杂的物种之一软枣猕猴桃的居群多样性进行了分析；在中华猕猴桃全基因组测序的基础上，对中华猕猴桃全基因组的可变剪接事件进行了分析及鉴定。项目一年期内，发表研究论文2篇，我们的研究工作主要集中在以下2个方面：. ① 选用了21对叶绿体基因组高变片段对7个野生居群的软枣猕猴桃进行序列比对、系统构建和多态性分析，构建了软枣猕猴桃7个野生居群的系统进化树，通过分析7个软枣猕猴桃居群叶绿体基因组的位点变异来探讨猕猴桃属植物种内遗传多样性的变化，以及叶绿体基因组序列比对是否对猕猴桃系统发育的适用性，本研究结果为猕猴桃属叶绿体基因组的开发和应用奠定了基础。. ② 在中华猕猴桃全基因组测序的基础上，利用中华猕猴桃叶片和果实三个不同发育时期（未成熟、半成熟和成熟期）的转录组数据，从中华猕猴桃基因组（39,040个基因）中共鉴定出11,651个基因（占总基因数的29%）对应的32,180个可变剪接事件。通过中华猕猴桃全基因组可变剪接的分析，为解析猕猴桃属植物基因组及进一步开展相关分子育种工作提供依据。