我学者提出林木基因组解析新策略
绿色新闻网报道: 林木生长期长、杂合性高，对其遗传研究十分困难。近日，我校计算生物学中心邬荣领教授带领团队，针对林木异交特性，系统地提出林木基因组解析的新理论、新方法，期望对林木基因组研究产生重要突破。相关研究成果以三篇论文形式发表在国际顶尖遗传、进化与生物信息刊物，分别是《Methods in Ecology and Evolution》、《Briefings in Bioinformatics》和《Trends in Plant Science》, 其2015年影响因子依次为6.554, 9.617 和12.929。
论文《Inferring the evolutionary history of outcrossing populations through computing a multiallelic linkage-linkage disequilibrium map》的第一作者是计算生物学中心硕士研究生祝绪礼，他首先利用林木自由授粉子代，结合产生半同胞种子的母株，构建了一个两层分子信息随机取样平台；在此基础上进一步推导出整合复等位基因连锁不平衡分析与连锁分析这两种不同方法的双层EM算法，以此来推断自然群体的进化史及其对自然选择的响应模式。
论文《An open-pollinated design for mapping imprinting genes in natural populations》的第一作者是国家花卉工程技术研究中心讲师孙丽丹，她在该工作中建立了复杂性状高解析度定位的新理论与新方法。与传统方法相比, 新方法还能鉴定出基因印迹效应，从而极大丰富了数量遗传学的研究内涵。
通过以上两篇论文中有关遗传参数的假设检验，研究人员成功地把群体遗传学与数量遗传学原理相融合，找出一条利用自然群体同时进行林木进化与基因定位研究的新路子。
祝绪礼与孙丽丹的这两项工作， 是邬荣领教授十多年前提出的自由授粉半同胞基因定位设计的一个推广。此设计综合了遗传研究中常用的连锁分析与连锁不平衡分析的各自优势，特别适合异交物种的高解析度基因定位。利用这一设计，一个国际研究团队成功找到影响玉米耐旱性状的基因，这一重要发现很快在美国科学院院刊上发表（PNAS 2010; 107: 19585-19590）。
鉴于这一设计在林木基因组解析上的重要应用前景，邬荣领教授、孙丽丹博士等对此技术进行了概括与总结，使之上升到理论的高度。该论文《A unifying experimental design for dissecting tree genomes》受邀发表在《Trends in Plant Science》上，受到该刊主编Susanne Brink博士的极力赞赏，认为它的发表，将有力推动我学者提出的林木基因组解析新技术在不同异交物种遗传研究中的广泛应用，能为人们在后基因组时代从事林木生物学研究提供新的主攻方向。
目前，祝绪礼的这一模型已成功用来分析我校计算生物学中心建立的胡杨半同胞子代定位群体，锁定了几个胡杨对近期自然选择反应敏感的重要位点，为胡杨这一重要物种的演化与抗逆性研究提供重要基础。
该项针对林木基因组解析技术的研究工作，具有很强的系统性，是我校成功把国际先进技术引进到我国相关行业，从而大大缩短与国外科学研究差距的一个范例，将是我校在林木遗传研究领域的一个标志性成果。 该项工作还强化了计算生物学中心与国家花卉工程技术研究中心之间的校内合作机制,参与人员还包括徐放、赵舒、姜立波、薄文浩、庞晓明等。
论文链接
论文《Inferring the evolutionary history of outcrossing populations through computing a multiallelic linkage-linkage disequilibrium map》
链接： http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.12428/abstract
论文《An open-pollinated design for mapping imprinting genes in natural populations》
链接: http://bib.oxfordjournals.org/content/16/3/449.long
论文《A unifying experimental design for dissecting tree genomes》
链接：http://www.cell.com/trends/plant-science/abstract/S1360-1385%2815%2900146-6
来源：计算生物学中心作者： 梁丹