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研究方向
MAIN RESEARCHES

(1)立足于已有的研究基础,探索phasiRNA产生机理和生物学功能

        phasiRNA作为植物中的一大类小RNA,目前它的功能还不清楚。虽然模式植物中的相关反式作用途径都有了比较深入的研究,但是对于非模式植物中的主要phasiRNA途径,如从NB-LRR, PPRMYB等编码基因上产生phasiRNA的途径,及其生物学功能还有待进一步阐述。目前已有报道,phasiRNA在植物生殖过程中发挥着重要作用,那它们在园艺植物化果发育过程中的生物学功能怎样,值得深入探讨。


Fig1_BiogenesisOfmiRNAandPhasiRNAs-xiao.jpg


(2)以荔枝小RNA研究为突破口,研究南方特色园艺作物中的小分子RNA作用途径

        荔枝是我国最有特色和优势的南方大宗果树作物。本课题且拟结合近年来在小RNA研究方面积累的专业知识和创新的研究手段,利用华南农业大学果树学科在热带亚热带果树,特别是在荔枝领域具有的研究优势。首先,利用高通量深度测序技术,对荔枝不同器官、同一器官不同组织、不同发育时期等样品中的小RNA进行测序;然后个性化开发生物信息学工具,并对测序数据进行分析,分离鉴定荔枝中的miRNA、miRNA靶基因、以及phasiRNA途径,并发现具有重要生物学功能或荔枝中特异的miRNA/phasiRNA代谢途径;针对性地对目标miRNA或phasiRNA途径在荔枝发育各时期,各器官,或者胁迫条件下各阶段,进行进一步的表达研究。其次,利用类似技术手段对其它具有代表性热带亚热带果树中的小RNA进行探索性研究,通过物种间的比较,发现与其它植物保守的以及热带亚热带果树中特有的小RNA代谢调控途径。最后结合草莓模式体系,进行更深入的功能性研究。


(3)研究植物花的发育和性别决定机制

        对于以收获果实为目的的农作物而言,花的发育及花性的决定是与生产最为相关最具有研究价值且很具有挑战性的研究领域。目前研究表明小RNA在这一重要途径中也扮演着举中轻重的作用。比如miR172作用于AP2转录因子调控着花的发育,miR390、miR160和miR167共同作用的生长素反应因子在花的发育和育性方面发挥重要作用。最近在木本果树柿子上的研究表明Y染色体上编码的一个小RNA扮演着决定性别的关键因子。利用群体遗传学在水稻中的研究发现一个光温敏核不育基因是一个miR482/2118作用的PHAS位点(产生phasiRNA)。

        热带亚热带果树花的发育形态各异,花的性别形成也各有不同,比如荔枝和龙眼的花型有雄花、雌花和两性花之分,不同的花的花期也不一致;而番木瓜有雌株、雄株和两性株之分等。我们利用遗传学、比较基因组学、细胞生物学、生物信息学以及各种高通量深度测序技术相结合的方法,对具有代表性的热带亚热带果树(如荔枝、龙眼和番木瓜等)花的发育和性别决定机制进行研究,重点探讨小RNA在这些过程中的作用,从而为生产上有效调控花的发育以及果实的形成提供理论依据。


荔枝花性别分化.jpg


(4)岭南特色园艺作物基因组学

        南方独特的热带亚热带气孕育了丰富多彩的园艺作物,本课题组依赖于高通测序技术以及生物信息数据自主分析,拟对主要的南方特色园艺作物进行基因组测序,开发基因组数据平台。并广泛收集和利用丰富的种质资源,利用重测序等一系列手段,对这些作物主要经济性状形成的关键调控因子进行解析。目前本课题组已参与荔枝、龙眼等主要果树作物的基因组测序工作。


(5)生物信息分析工具的开发和数据平台的搭建

        高通量测序技术的兴起和飞速发展使得生物学研究进入的“大数据”时代,如何有效地对这些生物大数据进行有效解析依赖于分析工具的不断优化和数据的便捷共享。立足于已有基础,本课题组将坚持开发和优化各种数据(尤其是小分子RNA相关测序数据)分析工具,力求实现数据分析的界面化操作和更便捷的“数据可视化”。