现代生物学系列报告

(学术报告2019-12-23) 睡莲基因组和早期开花植物的进化

发布时间:2019-12-22 

题  目:睡莲基因组和早期开花植物的进化                                   

报告人:张亮生 教授        

时  间:2019年12月23日(星期一)15:00 - 16:00

地  点:农业与生物学院B楼104

 

 

报告人简介:

张亮生 博士近年来以第一作者或通讯作者在Nature,Molecular Plant、Plant Physiology、New Phytologist、Plant Journal、Horticulture Research等国际著名期刊发表论文近30篇,影响因子总和近200分。

工作经历:

2015/06-至今 福建农林大学,基因组与生物技术中心,教授(特聘)/PI,博导

2013/02–2015/06 同济大学,转化医学研究院,生命科学与技术学院,副研究员

2012/07–2013/02, Pennsylvania State University, Department of Biology, Postdoctoral Scholar,

教育经历:

2009/07–2012/07,复旦大学生命科学学院,遗传学,理学博士, (导师:马红 教授)

2007/07,清华大学生物信息学暑期学校

2006/08–2009/07,上海大学数学系,理学硕士

2002/09–2006/07,长江大学数学系,理学学士

 

报告摘要:

 睡莲(Water lily)广义上包括了睡莲目三个科接近100个物种,狭义上包括睡莲科睡莲属中5个亚属和~70多个种。 无油樟目(Amborellales,睡莲目(Nymphaeales)与木兰藤目(Austrobaileyales三个早期被子植物类群,称为ANA被子植物类群。ANA被子植物类群,与单子叶、核心双子叶、以及木兰类等一起组成现在的被子植物,后者被称为核心被子植物。睡莲从东北至云南,西至新疆皆有分布;在植物园、公园、小区的水体里都有种植。睡莲和荷花是全世界非常重要的水生观赏花卉。荷花属于真双子叶,与睡莲亲缘关系距离很远,之前认为它们属于同一类型是误解,只是它们在形态上有很多相似之处。睡莲基因组工作获得了蓝星睡莲的高质量基因组,并通过其基因组与转录组结果展示了早期被子植物的进化特点和特征;同时解析了睡莲的花器官发育和花香花色调控基因,对园艺植物分子育种等应用具有重要参考价值。研究发现睡莲的ABC基因在各个花器官中具有广泛的表达谱,而ABC基因在单子叶和核心双子叶中具有严格的表达模式,表明早期被子植物的ABC基因可能具有广泛的表达,只是在单子叶和核心双子叶中严格表达,是后期进化出来的。睡莲的ABC基因表达情况可能也解释了萼片和花瓣没有真正意义上的分化,与被子植物花的祖先相似。该研究还推测了睡莲花色和花香的合成途径基因。通过比较自然变异的白色花瓣蓝星睡莲与蓝色花瓣的转录组,发现两个重要基因可能编码蓝色花瓣合成途径关键酶。睡莲的花香有11种成分主要是萜类和脂肪酸等,其中合成倍半萜基因与单双子叶中已知基因不一样。该研究还鉴定了一个在花瓣中高表达的脂肪酸合成酶同源基因,在酵母中检测到其具有催化的活性。此外,花香成分及其合成基因进化分析显示睡莲与核心被子植物是平行进化出花香。由于睡莲独特的进化位置,其基因组展示了早期开花植物的进化特征。该研究通过睡莲基因组发现基因组加倍和花香的起源对被子植物的快速辐射具有重要性,揭示早期开花植物的花器官发育可能不是严格受ABC基因调控。在园艺育种上,蓝色花瓣的合成关键基因的发现可以作为培育蓝色花瓣花卉的候选基因。

 

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