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预告·分子园艺前沿论坛第十二期 | 陈利萍教授:茄科植物染色体外环状DNA以类似于质粒的形式在嫁接接合部位发生水平转移

点击率:   时间:2024-12-19

分子园艺前沿论坛

  MHOrT是由Molecular Horticulture推荐的系列交流栏目,取Molecular Horticulture目前最HOT之意。本刊推出分子园艺前沿论坛(MHOrT Webinar),诚邀国内外优秀学者,为园艺学的分子时代共同搭建学术交流平台。

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  第十二期我们邀请了浙江大学农业与生物技术学院陈利萍教授就“茄科植物染色体外环状DNA以类似于质粒的形式在嫁接接合部位发生水平转移”为主题做学术讲座,拟于2024年12月19日(周四)晚19:00与广大读者线上相见。

Molecular Horticulture主编,康奈尔大学甘苏生教授将主持本次分享会。

  腾讯会议号:481218227

会议链接

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直播链接

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主讲人简介

  陈利萍, 浙江大学农业与生物技术学院教授,长期从事园艺作物种质资源改良与开发利用研究,建立起了高效的远缘嫁接、远缘杂交、胚拯救、转基因等技术体系,并成功应用于农业生产。在不定器官的发生、异源细胞间遗传物质的水平转移,植物生长发育的调控等方面取得创新性的研究成果,在Molecular Plant、the Plant Journal、Journal of Experimental Botany、DNA research等期刊发表论文,多篇研究被选为封面论文,并获得多项国家与国际发明专利。

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讲座简介

  嫁接使不同植物个体的细胞组织直接接触并形成胞间连丝,为水平基因转移的发生提供了结构基础。植物嫁接获得遗传变异一直被国内外学者发现并报道,近年来嫁接导致的砧木和接穗之间的遗传物质的水平转移主要集中在细胞核染色体以及细胞器上。在真核细胞中,有一类以游离形式存在于染色体基因组之外的环状DNA片段,大小从几百至几十万个碱基对不等,它们可以起源于基因组的各个区域,特别是具有高度重复序列的区域,称之为染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNA,简称eccDNA)。测序技术和生物信息学的进步极大地增强了我们对eccDNAs多样性的认识,与染色体扩增子不同,eccDNAs遵循非染色体遗传机制,由于缺乏着丝粒,被不均匀的分离到子细胞中,从而可以迅速适应环境的变化,同时,它们被报道具有移动性、可复制性和转录活性等特性。考虑到eccDNAs的重要性状以及嫁接提供的使大分子物质发生转移的胞间连丝结构基础,推测嫁接过程中eccDNAs起到细胞间通信交流的作用。然而,我们对砧木和接穗中eccDNAs的存在和丰度、可移动性(从砧木发生转移到接穗的潜力)以及它们在嫁接过程中在受体细胞内的作用的了解仍然有限。

  本研究首次发现茄科木本植物枸杞与草本植物番茄进行远缘嫁接可以介导枸杞砧木中的遗传物质-染色体外环状DNA(exchromosomal circular DNA, eccDNA)以类似“质粒环状DNA”的形式穿过嫁接接合部位至受体番茄细胞中,进一步到达受体番茄细胞诱导出的再生器官中(再生根或芽),最后在无性后代中得以维持;转入枸杞eccDNAs的番茄植株命名为“Go-tomato”,具有较好的耐低温性,超长季节生长等优异农艺性状。该研究为嫁接介导遗传物质以类似“质粒环状DNA”的形式发生“砧木-接穗”的水平转移提供了直接证据,不仅解析了多年来国内外一直存在争议的嫁接介导的遗传变异问题,而且培育了新种质(新品系),为生物育种开辟了一个崭新的领域。