CGM第392期：草莓属植物演化与重要性状基因挖掘
云南农业大学园林与园艺学院
云南农业大学园林与园艺学院教授，云南省园艺学会草莓分会常务理事。2010年博士毕业于中国科学院昆明植物研究所，2010-2013年在复旦大学从事博士后研究，2013-2022年在云南大学农学院工作，2023年到云南农业大学工作。在PNAS、Plant Biotechnology Journal、Journal of Integrative Plant Biology、BMC Biology等发表学术论文20多篇，主持国家自然科学基金3项，云南省科技项目多项。
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在 Bilibili 打开完整回放 ↗植物的性别决定机制及性染色体起源与演化是国内外研究的热点。草莓属植物不同倍性伴随着复杂的性系统，是研究植物性别决定的理想材料。目前八倍体草莓性别决定机制已有报道，但四倍体草莓的性别决定模式尚不清楚。研究团队通过组装同源四倍体西南草莓（Fragaria moupinensis）的单倍体型高质量基因组，分别基于k-mer和覆盖率进行全基因组关联分析（GWAS），在2a号染色体上成功鉴定了一段33.6kb的雌性特异性区域和唯一的候选性别决定基因（FmoAFT）。而已报道的八倍体草莓性别决定区域位于6号染色体。对草莓属21个物种184个体进行了基因组重测序，分析显示该SDR区仅在所有四倍体物种中表现出保守的雌株特异性，表明四倍体和八倍体草莓的雌雄性别分化机制可能是独立演化的。此外，研究团队利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）敲低了栽培草莓中FmoAFT同源转录本的表达，揭示了其在早期心皮发育过程中促进雌性功能的潜在作用。同时还应用DNA亲和纯化测序（DAP-seq）和酵母单杂交实验等进一步鉴定了FmoAFT的潜在靶基因。该研究为草莓性别决定的遗传基础和演化提供了新的线索，为四倍体草莓开发了有效的性别特异性标记，有助于在育种计划中制定性别控制的策略。
参考文献
- Qiao Qin, Edger Patrick P., Xue Li, Qiong La, Lu Jie, Zhang Yichen, Cao Qiang, Yocca Alan E., Platts Adrian E., Knapp Steven J., Van Montagu Marc, Van de Peer Yves, Lei Jiajun, Zhang Ticao. Evolutionary history and pan-genome dynamics of strawberry ( Fragaria spp.). Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021;118(45):e2105431118. DOI: 10.1073/pnas.2105431118
- Qiao Qin, Cao Qiang, Zhang Rengang, Wu Mingzhao, Zheng Yibingyue, Xue Li, Lei Jiajun, Sun Hang, Liston Aaron, Zhang Ticao. Genomic analyses provide insights into sex differentiation of tetraploid strawberry (Fragaria moupinensis). Plant Biotechnology Journal. 2024;22(6):1552-1565. DOI: 10.1111/pbi.14286
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