北林大多倍体基因作图模型构建获突破



  本报讯  记者铁铮  通讯员庞晓明报道  北京林业大学研究人员针对多倍体减数分裂的复杂性质,在国际上首次推导出基因作图的多点分析统计模型与相应的计算机算法。

  在导师邬荣领教授的指导下,研究生杨晓霞、吕亚非以第一作者的身份完成的两篇论文,前不久被国际著名刊物《Briefings in Bioinformatics》网络发表。

  据了解,两篇论文提出的统计模型,填补了多倍体基因作图的空白,对于研究多倍体的物种进化、遗传学多样性以及基因组结构与功能之间的关系提供了重要分析工具。

  另据介绍,吕亚非的论文发展了一套精良的算法,首次解出了半个世纪之前数量遗传学创始人R. A. Fisher提出的同源多倍体减数分裂的理论问题。此论文把同源多倍体中普遍存在的双减数分裂现象整合到连锁分析模型中,系统地研究了多价染色体减数分裂的机理。

  杨晓霞的论文根据异源多倍体的倾向性配对问题,把异源多倍体的减数分裂的细胞学原理组合到连锁分析模型的框架之中,准确地估计出这一类型多倍体的基因之间的连锁关系,不同染色体之间的遗传干扰指数,以及形成多倍体的各姐妹染色体之间的亲缘关系。

  日前,美国农业部的Christine Tobias研究员、Chad Finn研究员以及德克萨斯大学奥斯丁分校的Thomas Juenger教授分别来函,表示了与北林大计算生物学中心合作的愿望,希望利用此系列模型研究柳枝稷,黑莓,草莓等多倍体的基因组结构与功能之间的关系,为高产优质多倍体良种选育提供理论指导。

  参加研究工作的还有庞晓明、李鑫、冯思思、童春发以及美国宾夕法尼亚的王忠等研究人员。

  《中国绿色时报》记者了解到,《Briefings in Bioinformatics》是生物信息学、生物统计学、计算生物学领域中的重要期刊,其刊登的内容为前沿的生物信息学研究进展及该领域的发展方向。

  北林大计算生物学中心自2011年创立以来,在国家“千人计划”专家邬荣领教授带领下,已在包括这份期刊在内的国际顶尖生物信息学期刊上发展了大批开创性的理论与应用模型,引起了国内外同行的高度关注。

  专家介绍说,多倍体是植物进化、物种形成的一个重要环节。多倍体物种不仅在进化生物学研究中占有重要地位,同时也在农作物与园艺作物生产中有广泛的应用价值,与人类生活密切相关的小麦、土豆、棉花、苹果、草莓和林木等均具有多倍体现象。

  长期以来,多倍体复杂性状基因作图是国际上遗传研究的热点之一。用分子标记对多倍体进行连锁分析的统计模型是对其进行高密度基因作图的必要工具,一直受到广大统计遗传学家的高度关注。但是,由于多倍体具有独特的染色体结构与减数分裂行为,目前使用的基于二倍体的统计模型不足以反映多倍体的生物学复杂性,因而在多倍体基因作图上的使用具有严重的局限性。




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