近日，Frontiers科学平台的刊物《Frontiers in plant science》（影响因子：5.75，二区）发表了理学院计算数学和统计课题组的最新研究论文，题为“Genetic Architecture of Multiphasic Growth Covariation as Revealed by a Nonlinear Mixed Mapping Framework”。数学专业硕士研究生龚慧莹为论文的第一作者，理学院数学系张晓宇副教授为通讯作者。学校生物计算中心邬荣领教授指导，姜立波、祝绪礼、日本山形大学方青教授及南京林业大学朱嵊等教师联合完成了这项研究。

　　植物性状的形成表现出许多不同的转变，从幼年到成年，从营养阶段到生殖阶段。人们已经做了许多尝试来揭示控制生物在不同阶段的生长和发展转变的遗传机制多阶段生长变化中的性状共变异对整个生命周期的最优生存和繁殖具有重要意义。然而，目前的分析主要集中在个体性状的研究上，但探索基因如何决定多阶段生长过程中性状的相互依赖性仍然是一个挑战。

　　本研究整合生态学博弈论，构建非线性混合映射框架，探讨调控两个复杂性状多阶段生长变化的遗传机制，利用该框架研究了林木茎高和胸径的生长。采用多阶段非线性混合作图框架，挖掘多个关键数量性状位点，通过调控茎纵向生长和侧向延伸的生态互作，解释茎生长的过程和模式。

　　研究量化了性状相互作用中独立调节以及时间协调过程的营养阶段转变的时间和模式。并实现可视化重要位点的遗传机制，包括遗传效应、遗传贡献分析以及这些标记在网络结构中的调控关系。通过计算机仿真实验验证了该映射框架的有效性。此项科研成果将为我们对变化环境中发展演变的理解提供新的研究方向，为人工林经营和速生林品种改良提供科学依据。
　　该研究相关工作得到中央高校基本科研业务费专项资金(No. BLX201912) (Xuli. Zhu)、国家自然科学基金(Grant No. 11501032)项目的资助。
论文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.711219/abstract