- 题目：CGM 第131期: 棉属多倍化与驯化历程中的顺反式表达调控进化
- 时间：美国中部时间 2021年01月06日（星期三）8PM（北京时间01月07日 星期四 10AM）
- 地点：Zoom and YouTube live stream
- 主讲人：胡冠菁，博士，2006年本科毕业于北京大学, 2013年博士毕业于美国爱荷华州立大学。2013至2020年相继在美国爱荷华州立大学生态、进化及有机生物学系Jonathan F. Wendel实验室承担博士后及助理科学家工作，专注于棉属植物的进化遗传学和功能基因组学研究。现任中国农业科学院农业基因组研究所植物基因组研究中心研究员。研究方向为棉属植物的进化系统生物学与遗传育种。在研究手段上整合多维度与多组学方法，深⼊系统地研究棉花纤维发育、棉籽油份合成、胁迫响应等重要⽣理机制在多倍化和驯化过程中的进化机制以及相关功能基因的表达调控基础。通过对染色体结构、转录调控元件、以及动态转录组的系统分析，致力于解析关键农艺性状的基因遗传⽹络，并应用于对网络动态的调控。胡博士迄今已在国际期刊发表学术论⽂20余篇，其中近五年来以第一作者在 Nature Communications，New Phytologists，Genetics，Genome Biology and Evolution 和 Briefings in Bioinformatics 期刊上发表多篇关于棉属基因遗传调控和⽹络分析的研究与综述⽂章。
中文摘要
基因表达的调控变异对于产生新表型和驱动物种形成具有重要作用。近年来，在全基因组水平解析顺式和反式调控差异，已经成为了在物种间、种群内、乃至不同环境下探索表型差异与进化的关键手段。然而由于植物中的多倍化现象普遍存在并增加了重复基因调控的复杂性，人们对农作物驯化的调控进化基础仍知之甚少。以陆地棉的驯化过程为例，为研究棉纤维发育这一复杂表型的调控进化基础，我们采用等位基因特异表达分析方法比较了作为亲本的陆地棉栽培品种与野生地理族之间同源基因，以及它们的F1杂交种内等位基因的表达变化，从而推演驯化过程中所经历的顺反式调控变异。综合分析表明，陆地棉的调控变异与序列进化、亲本表达模式遗传、共表达基因网络特性以及负责驯化性状的基因组位点分布等均具有显著的相关性。同时，棉花作为典型的异源多倍体植物，驯化对其两个不同亚基因组的顺反式调控体系的影响在很大程度上是相对独立的。而驯化过程中较高水平的反式调控变异（54％-64％）可能与亚基因组之间顺反式元件的相互作用有关。该研究结果对深入了解多倍体植物的基因组进化、栽培作物的表型塑成以及解析棉花品质改良的机制等具有重要意义。另一方面，由于传统的等位基因特异表达分析是基于二倍体系统的，我们也针对参与基因调控的顺反式元件，以及它们之间交互作用在基因组加倍后的得失动态和网络结构重塑，提出了适用于异源多倍体系统的理论基础和分析框架。
参考文献
Bao, Y., G. Hu (共同第一作者), C. E. Grover, J. Conover, D. Yuan et al., 2019 Unraveling cis and trans regulatory evolution during cotton domestication. Nat. Commun. 10: 5399. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13386-w
Hu, G., and J. F. Wendel, 2018 Cis-trans controls and regulatory novelty accompanying allopolyploidization. New Phytologist 221: 1691–1700. https://doi.org/10.1111/nph.15515