战帅帅[1]（2021）在《小麦阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶基因TaBAHD的克隆与功能鉴定》文中认为小麦是我国最重要的粮食作物之一。阿魏酰阿拉伯木聚糖（Feruloyl arabinoxylan,FAX）大分子构架中的阿魏酰基团与阿拉伯木聚糖（Arabinoxylan,AX）产生氧化交联最终形成凝胶,对面制品的加工品质及其营养品质均能产生重要影响。FAX在阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶（Arabinoxylan feruloyl transferase,AFT）催化作用下合成,而FAX含量的高低则对小麦AX的分子结构和性质起到关键作用。因此,克隆FAX含量的关键酶（AFT）基因,开发功能标记并进行基因的表达机理分析是对小麦加工品质进行改良的有效途径。本研究利用253份来自黄淮冬麦区、北部冬麦区的国内外小麦品种（系）及124份新疆小麦品种（系）作为供试材料,同源克隆小麦3B、3D染色体上的TaBAHD基因,基于序列的差异性开发功能标记并验证,最后通过基因编辑对TaBAHD-A1和TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因进行分析鉴定,明晰小麦籽粒FAX含量相关的分子基础。主要结果如下:1.通过同源克隆的方法,以TaBAHD-A1基因序列为探针,分别克隆了位于3 BL和3 DL上的AFT基因TaBAHD-B1和TaBAHD-D1。TaBAHD-B1和TaBAHD-D1基因全长序列分别为1450 bp和1469 bp,各都包含一个1266 bp完整的开放阅读框（Open reading frame,ORF）,一个内含子及两个外显子,内含子的剪接位点结构则符合GT-AG经典类型。不同材料间的TaBAHD-B1基因在1425bp位置有1处SNP位点,2个等位变异序列之间相似度为98.08%,共编码氨基酸422个,预测其分子量是45.1k Da。不同材料的TaBAHD-D1基因等位变异序列之间相似度为99.73%,具有4个单核苷酸多态性位点,且具有20 bp的5′非翻译区（Untraslated region,UTR）和44 bp的3′UTR。TaBAHD-A1和TaBAHD-B1、TaBAHD-D1基因存在10个氨基酸非同义突变,相同结构域是乙酰转移酶催化机制重要组分。基于TaBAHD-B1基因的等位变异序列SNP位点开发了一对显性互补型标记AFT 97/AFT 85。AFT 97标记与高FAX含量相关,在具有TaBAHD-B1a类型的材料中能扩增出539 bp片段,在黄淮冬麦区材料间不同基因型的FAX含量差异达显着水平（P<0.05）。基于TaBAHD-D1基因19 bp SNP处开发了2个互补显性标记AFT 19和AFT 27。AFT 27可分辨出的等位变异TaBAHD-D1a材料中能扩增出908 bp片段,与高FAX含量相关。总体分析表明,具有不同基因型小麦品种的FAX含量差异达到显着水平（P<0.05）。TaBAHD-A1a/TaBAHD-B1a/TaBAHD-D1a基因型组合,在北部冬麦区、黄淮冬麦区及总体材料中,其FAX含量在不同麦区间差异达显着水平（P<0.05）,且TaBAHD-B1基因对FAX含量催化合成的功能作用相对较小。2.通过实时荧光定量PCR（Quanti-ficational,PCR）的方法,对12份基因型与表型值相符合的小麦材料,其开花后5个周期麦穗籽粒中的TaBAHD-A1、TaBAHD-B1、TaBAHD-D1基因表达量进行统计分析,结果表明TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因均在21 d时期表达量最高且稳定,且与其他7 d、14 d、28 d、35 d时期的相对表达量有显着差异（p<0.05）,与小麦籽粒处于面团期特征表现一致。TaBAHD-A1a的相对表达量约为TaBAHD-B1a等位变异相对表达量的1.3倍,TaBAHD-D1a等位变异相对表达量的2倍,TaBAHD-B1b等位变异相对表达量的5倍。12份材料分为两类,I类为高FAX含量品种,II类为低FAX含量品种。农大212（TaBAHD-A1a/TaBAHD-B1a/TaBAHD-D1a）、小偃54（TaBAHD-A1a/TaBAHD-B1a/TaBAHD-D1b）是优异等位变异组合类型的高FAX含量材料,与淮麦18（TaBAHD-A1b/TaBAHD-B1b/TaBAHD-D1b）、济麦21（TaBAHD-A1b/TaBAHD-B1b/TaBAHD-D1b）、陕354（TaBAHD-A1b/TaBAHD-B1b/TaBAHD-D1a）低FAX含量的材料在不同发育时期相对表达量差异显着（p<0.05）,且相对表达量与前期研究的FAX含量表型特征相符合,以上结果表明第3染色体组的TaBAHD-A1、TaBAHD-B1、TaBAHD-D1基因可能参与催化合成小麦籽粒发育过程中FAX含量的交联反应,且不同基因型参与调控作用的功能程度存在差异,在转录水平上分析了TaBAHD基因表达机理。3.通过双酶切法构建p ET-28a（+）-TaBAHD-A1,p ET-28a（+）-TaBAHD-B1,p ET-28a（+）-TaBAHD-D1原核表达载体;37℃,215 rpm条件下,加入IPTG至终浓度为1 m M,恒温培养2 h,全菌蛋白进行SDS-PAGE凝胶电泳,所得结果与前期预测结果一致,初步验证TaBAHD蛋白已被成功诱导。重组蛋白表达条件进一步优化表明,p ET-28a（+）-TaBAHD均在37℃表达最高,而p ET-28a（+）-TaBAHD-A1及p ET-28a（+）-TaBAHD-B1重组载体分别在1.0 m M、1.5 m M IPTG浓度条件下,p ET-28a（+）-TaBAHD-D1重组载体在诱导8 h时表达条件下最优。4.以中间载体pMETa U 6.1为模板成功构建双g RNA基因编辑载体。高通量测序结果表明37株基因编辑植株突变类型主要为Bi和He,主要在PAM识别序列为TaBAHD-222靶点上游3 bp、4 bp处以4 bp、5 bp的删除突变及下游2 bp处单碱基替换为主。主要在PAM识别序列为TaBAHD-322靶点下游4 bp处以2 bp的删除突变及单碱基插入为主,且主要为TaBAHD-A1及TaBAHD-B1发生基因编辑。3个染色体TaBAHD基因同时发生基因编辑的植株籽粒FAX含量为3.57×10-5mol/L,低于受体Fielder品种(4.07×10-5mol/L)。初步验证了TaBAHD基因可能与胚乳细胞壁FAX含量存在相关性。
吕士凯[2]（2021）在《真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究》文中研究指明小麦（Triticum aestivum L.）是世界上最主要的粮食作物之一,条锈病和白粉病均是严重威胁小麦生产安全的病害。小麦杂种衰亡是一种并不少见的过早衰老或过早死亡表型,是优良基因转移及品种改良的障碍。杂种衰亡可能是由植物响应病原菌胁迫相关基因进化出多效性的叠加导致的。NAC转录因子基因家族在植物衰老和生物胁迫响应中均发挥重要的调节作用。开展小麦抗病研究,挖掘抗病TaNAC基因并探究其抗病机制,对保证小麦生产安全具有重要意义,且有助于丰富对小麦抗病机制的理解。开展小麦杂种衰亡的遗传规律分析验证、调控基因的精细定位及调控机制的多组学研究,有助于克隆杂种衰亡调控基因并解析其分子基础和调控机理,有助于消除杂种衰亡基因对育种选择造成的障碍,促进小麦育种事业的发展。同时开展小麦真菌胁迫响应、杂种衰亡及相关NAC转录因子调控的研究,明确三者的关系,有助于丰富对植物抗病基因功能与机制的理解,促进小麦聚合抗病基因杂交育种进程。本研究以兼抗白粉病与条锈病的普通小麦优异种质N9134为材料,在两种病菌胁迫下对TaNAC基因进行系统性克隆。按照从N9134得到和从小麦参考基因组提取两类,对TaNAC转录本进行比对分析,同时分析克隆得到TaNAC转录本的特征,研究它们结构变异与真菌胁迫的关系,进一步探究TaNAC基因可变剪切在小麦真菌胁迫响应中的调控规律。基于多种不同遗传群体,开展小麦杂种衰亡研究,分析并完善Ne基因的复等位基因、剂量效应等理论。创制杂种衰亡回交分离群体并结合开发的SNP标记,构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱。基于杂交测验和分子标记检测,系统分析Ne1和Ne2在我国小麦品种（系）中的分布情况。此外,基于背景一致的性状分离遗传群体（两种表型4种基因型）,借助转录组（2+3）、蛋白组和代谢组测序技术,开展小麦杂种衰亡调控机制的研究。主要研究结果如下:1、小麦TaNAC基因家族被重新鉴定为包括460个基因位点的559个转录本（IWGSC Ref Seq v1.1）;发现N9134中约1/3（54/154）的TaNAC基因在苗期参与白粉菌和条锈菌胁迫的响应过程。从两种真菌胁迫的N9134中,获得186个TaNAC转录本（167个为克隆得到）,其中180个为新转录本并上传到Gen Bank。发现真菌胁迫的N9134中,差异表达TaNAC基因转录的“非正常”编码转录本的比例更高（p=0.0098）,TaNAC MTFs编码序列的比例相对参考基因中的比例更高（p=0.003）;发现紧随NAM结构域、且相对保守的氨基酸基序（WV[L/V]CR）可能与TaNAC转录因子响应真菌胁迫有关。结果表明,小麦TaNAC基因可以通过形成不同结构变异转录本的方式响应真菌胁迫。发现并整理的响应条锈病和（或）白粉病胁迫的TaNAC及其结构变异转录本,为解析TaNAC参与小麦对生物胁迫的响应机制提供了丰富资源。2、选取由13个基因可变剪切形成的35个TaNAC转录本进行深入分析,发现可变剪切事件通过改变转录本的序列结构,进而改变其编码产物的结构、理化性质等,最终影响其亚细胞定位和转录调控活性等。通过分析TaNAC基因及其编码区的靶标taemi RNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-mi RNA的结合位点均位于非可变剪切区域。综合上述结果推断,TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与小麦响应真菌胁迫的过程;靶定位点在TaNAC基因编码区的tae-mi RNA可以独立于可变剪切行使转录后调控功能。3、构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱,其中,Ne1位于5BL上的标记NWU5B4137（383.40 Mb）和NWU5B5114（388.01 Mb）之间（IWGSC Ref Seq v1.0）,两标记相距0.50 c M;Ne2与2BS上的标记Lseq102（156.59 Mb）和TC67744（157.76Mb）共分离。系统遗传分析发现,N9134的Ne1不同于Spica和Ta4152-60的Ne1,周麦22的Ne2不同于Manitou、WL711和Pan555的Ne2;Ne基因的剂量效应也存在于中度和重度杂种衰亡系统,遗传背景也可能影响杂种衰亡的症状。通过系统分析国内外1364种小麦品种（系）中Ne1和Ne2的基因型频率,明确了二者在我国小麦主产区中呈现离散分布的特征及比例;发现我国现代小麦品种（系）Ne基因型频率的现状应该由地方品种（系）（贡献Ne1）和现代引进品种（系）（贡献Ne2）共同作用形成。根据本研究的材料及其系谱分析推断,冬小麦的Ne1可以直接来源于野生二粒小麦,而Ne2可能起源于黑麦。本研究为图位克隆Ne1和Ne2打下了坚实基础,向更好地理解小麦杂种衰亡迈出了重要一步。4、利用衰亡表型且基因型为Ne1Ne2的样本与正常表型基因型分别为Ne1ne2ne2、ne1ne1Ne2、ne1ne1ne2ne2的样本,通过转录组（2+3）、蛋白质组和代谢组联合分析,发现杂种衰亡过程主要涉及植物与病原体的互作（ko04626）、植物激素信号转导（ko04075）、内质网中的蛋白质加工（ko04141）、氨基酸的生物合成（ko01230）、苯丙烷类化合物的生物合成（ko00940）、α-亚麻酸代谢（ko00592）等KEGG途径。推断:植株防御系统失调引起在没有病菌侵染时防御反应仍被激活,产生最初的代谢产物（氨基酸）;而Ne1和Ne2协同表达,导致前述产物代谢途径失调,使其持续积累;达到一定浓度后,其作为反应底物或信号物质,激活茉莉酸（Jasmonic acid,JA）信号介导的衰老和病程相关程序性细胞死亡,继续产生并积累各种氨基酸,循环往复持续进行,导致Ne1Ne2基因型植株从一定发育阶段开始,表现细胞死亡加速的杂种衰亡性状;NAC转录因子参与这一过程的调控,且茉莉酸起关键信号转导作用。由防御系统失调引起的病程相关程序性细胞死亡,既是杂种衰亡性状的启动因素,也是杂种衰亡表型的主要形式。
罗靓赟[3]（2020）在《基于组学数据解析玉米群体变异和复杂数量性状遗传结构》文中提出玉米是全球广泛种植的重要粮食、能源以及饲料作物。玉米基因组结构复杂,遗传多样性丰富,是基因组学和遗传学研究中典型的模式植物。本研究以一个玉米完全双列杂交加类育种互交群体（CUBIC）、糯玉米和普通玉米自交系群体为研究对象,开展了群体基因组学和复杂性状遗传结构解析等多方面的研究,主要结果如下:1.CUBIC群体的变异鉴定和Maize-CUBIC变异数据库的构建本研究整合和评估了一套适用于大规模玉米群体低覆盖度测序的变异发掘和基因型推算流程。在一个玉米多亲本人工合成群体——CUBIC群体的1428个样本中,我们利用此流程鉴定了14M高质量的单核苷酸多态性（SNP）变异和430K插入缺失（In Del）变异。除了这些基于B73参考基因组鉴定出的小型变异之外,我们还鉴定了660K的结构变异（SV）、600M非B73参考基因组的PAV序列,这些变异数据构成了CUBIC群体高密度基因组变异图谱。在获得CUBIC群体基因组变异的基础上,我们进一步开发了Maize-CUBIC数据库平台。数据库平台主要包括了CUBIC群体基因组变异、基因表达量和表型变异,以及基于这些变异数据的基因组学和遗传学分析结果,实现了群体多组学数据的管理、查询与可视化。Maize-CUBIC数据库主要实现了以下功能:1)群体构成和材料种植信息的介绍和查询;2)群体基因型、表型、转录组变异信息数据的查询、可视化展示和下载;3)群体重组图谱（即不同材料的各个染色体区段的亲本来源信息）的查询和展示;4)群体QTL定位结果的查询和图形化显示功能;5)BLAST和引物设计等拓展应用功能。该平台有助于实现生物数据资源的充分共享与利用,为玉米生物学研究提供了多方面的支持。2.玉米开花期性状的遗传结构解析基于上述玉米CUBIC群体高密度的基因型图谱,采用单标记GWAS和单倍型GWAS两种关联分析的方法,对群体抽雄期、散粉期和吐丝期这三个关键开花期性状进行QTL定位,分别检测到28、29和34个QTL区间。我们对其中范围小精度高的QTL区间进行了候选基因的挑选和实验验证,并对一些典型的QTL区段的作用模式进行了深入分析。同时,开花期也是玉米典型的适应性性状。为了揭示玉米从热带气候向温带气候适应过程中开花期变化的遗传基础,我们挖掘建立了普通玉米自交系群体的高密度基因组变异图谱,并对其中玉米热带和温带亚群进行了基因组选择性位点扫描分析。利用已知的玉米、拟南芥和水稻相关开花基因的信息和同源比对注释信息,我们在33.13 Mb的基因组选择区间中共发现33个候选基因可能参与开花期相关的通路,其中包含全基因组选择信号最高的已知的早花基因Tunicate1。随后,我们对可能位于开花期光周期途径上Zm COL9和生物钟途径上Zm PRR7这两个新基因进一步进行了后续的CRISPR实验验证。基于关联分析和选择分析找到的这些开花期相关的基因,大大丰富了现有的玉米开花期网络途径。3.糯玉米感官评价的遗传结构和代谢基础解析对318份糯玉米自交系群体和507份普通玉米自交系群体在多组学层面进行了比较分析,揭示了糯玉米在人工选择和改良过程中的遗传基础,以及与普通玉米的分化差异。采用全基因组选择性位点扫描方法在两群体间鉴定了大约39Mb受选择区域,提名4462个受选择的候选基因。同时在转录组水平的差异分析鉴定了3365个在两群体中差异表达的基因。对于这些结果的进一步综合分析表明,在糯玉米被改良的历史过程中不仅仅是糯性基因waxy1和淀粉相关代谢途径中的基因被选择,很多其它与农艺和品质性状的位点的也发生了分化,如苯并恶唑嗪酮类化合物（Benzoxazinoid）和油菜素内酯（Brassinosteroid）代谢途径上的相关基因。进一步分析发现这些差异很可能是对糯玉米感官评价相关性状的人工选择所致。为深入探究糯玉米感官评价相关性状的代谢基础,基于高通量代谢组学平台对糯玉米群体中243份自交系的1600多种代谢物进行了定量分析。然后通过大规模品尝实验对糯玉米群体的感官评价打分,并与代谢物进行相关性分析,最终确定了与糯玉米感官评价显着相关的84种代谢物,这些代谢物主要涉及糖类和糖类衍生物、氨基酸有机酸以及次级代谢物等几大类物质。为了剖析相关代谢物的遗传结构,我们结合糯玉米高密度变异图谱对这些代谢物进行了全基因组关联分析,总共定位到了458个候选基因。这些研究结果不仅使我们对糯玉米的进化改良历程有了进一步了解,而且为玉米品质育种提供了理论基础和宝贵的资源。
陈娇[4]（2020）在《粘糯稻杂交后代产量相关及食味品质性状QTL分析》文中认为水稻是我国重要的粮食作物之一,优质高产的水稻品种是育种工作的主要目标,而高产不优质,优质不高产成为了当今育种工作中的一个瓶颈。本研究利用低直链淀粉粳稻品种糯89-1和高直链淀粉籼稻品种蜀恢527构建的F2和F2:3群体,对8个产量相关性状和3个食味品质性状的遗传及两者间的相互关系进行了研究,以期为培育高产优质兼顾的水稻品种提供理论支撑。主要研究结果如下:（1）构建了一张包含152个SSR标记和17个STS标记的分子遗传图谱,覆盖基因组全长1911.59 c M,平均每条染色体上14个多态性标记,标记间平均图距11.31c M。（2）检测到与8个性状相关的48个加性QTL,分布在除5号染色体的11条染色体上,LOD值介于3.07-11.02,贡献率介于0.97-15.52%。其中,检测到产量相关性状QTL 28个,贡献率介于0.97-10.99%;检测到20个蒸煮食味品质性状相关QTL,贡献率最大值为12.52%,其中,有4个与直链淀粉含量有关,且增效等位基因均来自高值亲本蜀恢527。有5个QTL在两个群体中重复检测到,分别为q PN3、q SSR6、q AC2、q AC9、q GT6。（3）检测到12个QTL簇区间,其中11个为产量与蒸煮食味品质性状相关QTL共定位区间,6个共定位区间内检测到的QTL增效等位基因来自同一亲本。（4）两个群体中共检测到与9个性状相关的51对上位性QTL,没有检测到主效QTL间互作,单个位点同时与多个位点产生互作效应;检测到的上位性位点中有18对位点加性×加性效应为亲本型大于重组型,30对位点加性×加性效应为重组型大于亲本型;有4对上位性位点的贡献率大于10%,其他上位性位点互作贡献率相对较小。
项伟波[5]（2020）在《日本落叶松生长和木材化学组分的QTL定位及遗传基础解析》文中研究表明日本落叶松[Larix kaempferi（Lamb.）Carr.]是松科落叶松属落叶乔木,具有适应性强,早期速生、成林快,材质坚硬、抗腐蚀等特点,是我国重要的造林和用材树种,具有巨大的生长潜力和经济价值。其生长和材性性状形成的遗传基础尚不清晰,限制了遗传改良的进程。因此,本研究以自由授粉群体为研究对象,利用简化基因组测序（GBS）技术开发日本落叶松SNP标记,联合EST-SSR标记进行连锁-连锁不平衡作图,构建日本落叶松高密度遗传连锁图谱;通过连锁-连锁不平衡分析、遗传和表观遗传效应联合分析、功能作图等方法进行生长与材性性状的QTL定位,解析相关性状形成的遗传结构和关键基因。本研究不仅有助于揭示日本落叶松生长和材性性状形成的遗传调控机制,而且为日本落叶松分子标记辅助选择育种、新品种选育和种质资源创制提供理论基础。主要研究结果和结论如下:1、日本落叶松基因组单核苷酸突变具有数量多、分布广以及在基因内存在高影响突变等特点。共鉴定出60799116个变异位点,分布在全基因组的24343条Scaffold上,平均每299 bp存在一个变异位点。主要为二等位位点（90.03%）,Ts/Tv均值为1.5,且G C突变成AT的比例显着高于其它类型突变。变异位点主要发生在基因间区（83.40%）、内含子（11.80%）和编码区上下游区域（4.12%）。91.6%的基因具有突变位点,平均每个基因包含10个SNP,其中5999个基因（13%）含有高影响变异位点,平均每个基因存在2.82个高影响变异位点,涉及终止密码子、启动子和剪切变异,以终止密码子获得突变为主。2、构建了日本落叶松高密度遗传连锁图谱。该图谱由12条连锁群组成,包含6022个SNP标记和75个SSR标记。其总图距为13840.46 c M,平均图距为2.36 c M,图谱覆盖率为99.78%。LD衰减分析发现在0.50～29.99 c M区域内,LD迅速衰减至0.3,但部分连锁群之间的标记仍保留较高的LD系数,推测日本落叶松具有较为悠久的群体进化历史,部分基因组区域近期受到进化因素的影响。3、日本落叶松生长和木材化学组分主要受微效多基因控制,且具有一因多效现象。连锁-连锁不平衡QTL定位共检测到87对标记与性状的显着关联对,包括与生长相关的10对（最高贡献率7.67%）和与木材化学组分相关的77对（最高贡献率9.54%）。所有性状关联位点都具有显着加性效应（效应值-2.51～1.75）,且81对（93%）具有显着显性效应,其作用强度为-2.38～4.84。87对关联对中共包含64个QTL位点,连锁-连锁不平衡作图表明这些位点均处于连锁平衡状态,具有稳定的育种潜力。4、日本落叶松生长和木材化学组分均受到表观遗传作用的影响,能够部分解释遗传力缺失现象。利用联合模型定位方法,共检测到113个QTL位点,其中4个（4%）位点兼具传统遗传效应和表观遗传效应,可解释表型变异的5.48%～12.56%。109个（96%）关联位点只具有传统遗传效应,可解释表型变异的0.004%～5.61%。相比只有传统遗传效应的位点,具备表观遗传效应的关联位点可解释表型变异更高。因此,表观遗传效应是导致遗传力缺失的重要因素。5、日本落叶松生长性状具有生长轨迹异质性,受到永久QTL（Permanent QTLs）、后期QTL（Late QTLs）和逆向QTL（Inverse QTLs）等三种类型动态QTL的遗传控制。功能作图共检测到31个控制生长性状动态过程的显着（P<0.05）QTL位点,其中12个位点与树高相关,18个位点与胸径相关,1个位点同时控制树高和胸径生长轨迹。异时性参数分析发现,当QTL与时间不存在互作时,速生期的持续时间是决定不同基因型个体是否具有生长优势的关键;而当QTL与时间存在互作时,最大生长速率的发生时间是决定个体是否具有生长优势的关键,并对生长轨迹模式造成显着影响。6、QTL位点功能分析共鉴定出68个关键候选基因,包括影响生长性状的14个基因和影响木材化学组分的54个基因。基因功能注释结合表达定量分析结果表明,影响生长的基因主要有IAA羧基甲基转移酶、腺苷甲基转移酶、微管EB1C蛋白、HVA22抗逆蛋白、叶绿素a/b结合蛋白、葡萄糖醛酸转移酶、葡聚糖内切1,3-β-葡糖苷酶等,通过参与甲基化修饰、激素代谢、抗逆、同化作用和细胞壁形成等生物学过程发挥功能;影响木材化学组分的基因主要包括木质纤维素合成相关的羟基肉桂酸转移酶（HCT）、类纤维素合酶（CSLA）、聚半乳糖醛酸酶、MYB转录因子,以及在木材形成中可能参与RNA转录调控的THO/TREX复合体家族、锌指结构蛋白、真核生物转录起始因子、b HLH、b ZIP转录因子和蛋白质磷酸化相关的F-box/kelch重复蛋白。综上所述,本研究初步揭示了日本落叶松生长和材性性状形成的复杂遗传结构,基于连锁-连锁不平衡和功能作图分析,检测到生长和木材化学组分相关QTL候选位点具有表观遗传效应,获得的关键候选基因将为数量性状形成的分子机制研究提供重要基础,促进日本落叶松分子育种进程,为工业用材林的培育奠定良好的理论支持。
孙旭超[6]（2020）在《水稻粒形基因GS3、qGL3和GW2的遗传效应研究》文中指出粒长、粒宽和粒厚等粒形性状是水稻的重要性状,与产量和品质均有密切关系。水稻籽粒形状直接决定粒重,进而影响水稻产量;同时,水稻粒形也是决定稻米外观品质和商用品质的重要因素。此外,选育粒形适合机械分离加工品种也是当今水稻机械化发展的趋势。近年来,已定位和克隆了GW2、GS3、qGL3、GS5、GW8等多个粒形基因,为水稻粒形性状的改良奠定了良好基础。然而,这些粒形基因是在不同背景材料中发现的,对粒形和粒重的遗传效应难以准确衡量。研究室前期构建了一套以特大粒品种TD70和小粒品种Kasalath为亲本的重组自交系群体,通过粒形基因标记检测,获得了含GW2、GS3和qGL3的单基因系。在此基础上,本研究以Kasalath为受体亲本通过多代回交构建了GW2、GS3和qGL3的近等基因系,并将近等基因系进行两两杂交,获得了双基因系,通过对单基因系和双基因系的粒形、产量及品质性状分析,在同一遗传背景下比较了3个粒形基因的遗传效应及对品质的影响,主要研究结果如下:1.通过比较三个单基因系的粒形和粒重,发现单个粒形基因对籽粒千粒重的效应大小为GW2>qGL3>GS3;单基因株系的千粒重比受体亲本Kasalath分别增加46.59%、37.54%、20.23%。两个粒长基因GS3和qGL3之间具有加性效应,双基因株系粒长比单基因株系更长。NIL-GW2/GS3、NIL-GW2/qGL3和NIL-GS3/qGL3三个双基因株系的千粒重比受体亲本Kasalath分别增加了63.83%、83.31%和57.75%。2.GS3基因能够减少一次枝梗数,降低籽粒结实率,qGL3基因能够促进穗颈伸长;双基因株系NIL-GW2/qGL3,粒长比qGL3单基因株系更长,说明GW2能促进qGL3基因对粒长延伸功能;粒宽基因GW2在增加粒宽、粒厚的同时,还会引起穗长、枝梗数、结实率、穗颈长、着粒密度的变化,表明GW2具有一因多效性。3.三个双基因株系中稻米蛋白质含量、直链淀粉含量和胶稠度变化不大,但qGL3基因能显着降低垩白粒率和垩白度。研究结果表明粒宽基因GW2和粒长基因qGL3负向效应小,具有一定的育种价值,可以考虑应用在水稻粒形精准育种中。
吴攀[7]（2019）在《油桐种子油脂累积的分子机制研究》文中研究说明油桐（Vernicia fordii）是广泛分布于我国的一种传统木本油料树种,其主要产品桐油作为世界上最优质的干性油,已开始在电子行业、高级印刷油墨、合成树脂、塑料行业、橡胶行业及其他化工行业得到应用。种子含油率和单粒种仁重是决定油桐产量的重要因素,α-桐酸百分比含量和其它脂肪酸组分含量是评价桐油品质的重要指标。本论文中利用采自我国主要油桐产区的491份油桐树构建而成的自然群体为研究材料,连续3年采集油桐单粒种仁重、含油率、α-桐酸百分比含量及其它脂肪酸组分百分比含量等表型数据;选取了两棵高低含油率不同的油桐树不同时期的油桐种仁进行转录组测序,分析油桐树种子高低含油率的分子机制;并利用转录组测序数据开发了一批SNP分子标记,进行了候选基因关联分析研究,得到主要结果如下:1、对来自我国9省市的491份油桐种质资源的单粒种仁重、种仁含油率和脂肪酸组分百分比含量进行了测定,建立了油桐种质资源的表型数据库。油桐果实中单粒种仁重与含油率在油桐自然群体中变异范围很广,这可能与油桐种质资源复杂的遗传背景有关。同时,单粒种仁重和含油率之间有着高度的正相关,它们都可以作为评价油桐产量的重要指标。油桐种质资源中α-桐酸含量普遍较高,平均百分比含量高达79.64%,表明油桐中有着一套高效合成、转运和贮藏α-桐酸的系统。2、连续测定12棵油桐树种子发育过程中11个时期含油率,绘制不同含油率油桐树种子油脂积累曲线。结果发现,含油率在70%左右的油桐树胚乳油脂快速积累时间长达5到7周,而含油率在50%左右的油桐树中油脂快速积累时间只有2到4周,含油率在60%左右的油桐树中油脂快熟积累时间为4到6周,这说明成熟油桐树种子含油率高低与油脂快速积累时间的长短有关。3、采用RNA-seq技术对高含油率油桐树H和低含油率油桐树L不同发育时期的种子进行转录组测序分析。结果表明,大量糖酵解、脂肪酸合成和TAG组装途径中的基因在高含油率油桐树H油脂积累后期保持高表达,而大量脂肪酸降解途径中的基因在低含油率油桐树L油脂积累后期保持高表达,且PⅡ/、LEC1和LEC1-Like等3个与脂肪酸合成相关的转录因子仅在高含油率油桐树H油脂积累后期保持高表达。油桐树种子油脂积累后期这些通路中关键基因的差异化表达可能是造成油桐树种子含油率高低差异的分子机制之一。本研究为解释油桐树种子含油率高低的分子机制提供了新的视角,可为提高植物种子含油率提供新的育种策略。4、以19棵种子含油率高低不同的油桐树为材料,对其油脂积累开始后5-6周的种子进行转录组测序分析,鉴定到分布于15340个注释基因上的70315个SNP位点。为了进一步开发影响油桐含油率和脂肪酸组分的功能分子标记,我们对含有SNP位点的基因进行GO分类和KEGG富集分析,分布于8958个基因上的41009（57.7%）个SNP成功匹配到GO功能分类中,含有11963个SNP位点的2776个基因注释到125个KEGG通路中。其中1096个SNP位点匹配到与油脂合成相关的GO分类的基因上,1231个SNP位点位于脂肪酸合成相关KEGG通路中,这些SNP位点有望进一步开发为功能分子标记。5、筛选到21个可能影响油桐种子含油率和脂肪酸组分的候选SNP位点,采用MassARRY质谱分型技术在374棵油桐树组成的群体中进行基因分型。进一步用TASSEL软件进行候选基因位点与油桐种子含油率等表型性状之间的关联分析,共获得5个显着关联的位点,其中位点S1775-155811、S303-214966和S228-148503 分别在VfPDAT2、VfLPAAT1 和 VfPDH-α3 的 5’-UTR 区域,说明这些SNP变异位点很可能在调控水平影响油脂积累。另外VfPDH-α1和VfPDH-α3中的位点S48-719107和S228-148503与油桐单粒种仁重显着关联。上述研究结果不仅为解析油桐树种子含油率高低分子机制提供了理论依据,而且也为木本油料树种分子改良提供了新的思路。
陈林[8]（2019）在《同源四倍体水稻T449育性及杂种优势细胞和分子遗传学研究》文中进行了进一步梳理同源四倍体水稻是二倍体水稻经过秋水仙碱加倍而成的种质。利用籼型和粳型同源四倍体水稻杂交产生的杂种F1具有较强的生物学优势和增产潜力,但是普遍存在育性偏低的情况,难以在生产上直接利用。本室之前的研究发现,栽培稻杂种花粉不育基因（Sa、Sb和Sc）互作是引起同源四倍体水稻杂种F1花粉高度不育的重要原因之一,并初步发现中性基因San和Sbn可以克服其杂种的花粉不育。为此,本文以携带有San和Sbn中性基因的同源四倍体水稻T449为研究材料,首先对该材料本身低育性所涉及的细胞遗传和基因组学等问题进行研究,包括（1）T449主要农艺性状表现和花粉发育的细胞学;（2）T449全基因组序列变异和花粉发育重要时期的基因表达谱特征。然后,通过与携带有花粉不育基因近等基因系杂交组配具有不同“互作”类型的杂种F1,对克服杂种花粉不育性的细胞学和转录组进行研究。最后,通过与新型四倍体水稻杂交组配杂种F1,研究杂种优势的表现及分子遗传基础。主要研究结果如下:1.同源四倍体水稻T449主要农艺性状和花粉发育的细胞学T449与二倍体原种E249比较,主要农艺性状包括株高、有效穗数、结实率和花粉育性均存在明显的差异,其中T449这四个性状分别为为84.50cm、4.25、34.47%和54.09%,E249分别为96.50 cm、7.35、89.38%和94.43%。T449花粉母细胞减数分裂过程所经历的时期与E249一样,但前者在减数分裂期的不同阶段均出现多种染色体行为异常的现象,包括多价体、染色体拖曳、染色体落后、微核和分裂不同步等情况。塑料半薄切片结果显示,T449在单核小孢子期糖类分布与E249明显不同,前者糖类大量聚集在花药药隔处;单核小孢子期的果糖和葡萄糖含量明显高于E249。以上结果说明,染色体行为异常和糖类代谢异常可能是导致T449花粉育性偏低的二个重要原因。2.同源四倍体水稻T449全基因组序列变异和花粉发育表达谱研究通过全基因组重测序,以E249为对照,在T449中分别鉴定到了81个SNPs和182个In Dels的纯合突变,这些纯合突变仅有3个非同义SNP和6个大效应的In Del变异。此外,在T449还检测到1794个SVs变异,涉及195个基因,主要涉及细胞死亡、凋亡、细胞程序性死亡等功能途径;检测到60个差异CNVs,涉及到了2个与减数分裂相关的基因,包括Os AM1和RAD17。转录组数据分析发现,与E249比较,T449在减数分裂期和单核小孢子期分别检测到了1645和3299个差异基因,其中75个是减数分裂相关或时期特异表达的基因,包括Os MTOPVIB和Os MOF;在单核小孢子期,蔗糖转运基因Os SUT5、单糖转运基因Os MST1和Os MST8在T449中的表达水平显着下调。这些结果显示T449不仅在减数分裂期间出现相关基因的表达异常,而且在单核小孢子期还出现糖类相关基因的表达异常,说明引起同源四倍体水稻花粉低育性原因的复杂性。为了验证差异表达的蔗糖转运基因Os SUT5在花粉发育中的功能,进一步利用CRISPR/Cas9技术对该基因进行敲除。在E249基因敲除的T1代中,观察到花粉育性降低的现象,说明Os SUT5在花粉发育中具有重要的功能,值得进一步深入研究。3.同源四倍体水稻T449克服栽培稻杂种不育性的效应分析利用T449与携带有不同花粉不育基因座位的近等基因系杂交,组配了3组杂种F1（T449×T431、T449×T435和T449×T438）,分别代表Sa、Sb和Sc不同座位“互作”类型。利用这3个杂种F1,一是观察其花粉育性,结果表明3个杂种F1的花粉育性均在70%以上,表现正常;而利用不含San和Sbn双中性基因材料组配的杂种（T431×T438）F1,花粉育性只有12.17%,两者存在明显的差异。二是开展细胞遗传学研究,发现由T449组配的3个杂种F1减数分裂期间染色体异常行为明显比（T431×T438）F1的低。三是开展转录组分析,结果表明在比较组（T449×T431）F1vs（T449×T435）F1的差异基因数只有110个;比较组（T449×T431）F1vs（T449×T438）F1的差异基因数只有85;比较组（T449×T438）F1vs（T449×T435）F1的差异基因数只有6个,差异不显着。上述结果说明含有双中性基因San和Sbn在同源四倍体水稻中可以有效地克服栽培稻杂种不育性。4.同源四倍体水稻T449杂种优势评价及分子遗传研究通过对5个杂种F1主要农艺性状统计分析,发现含有San和Sbn双中性基因的杂种在单株产量方面显示出最高的中亲优势和超亲优势,平均值分别为170.89%和68.67%。进一步对杂种（T449×H1）F1进行研究,发现株高、有效穗数、粒长、粒宽、千粒重、实粒数、总粒数、单株产量和结实率具有中亲优势,最高中亲优势达到了182.36%;株高、实粒数、总粒数、单株产量和结实率具有超亲优势,最高超亲优势达到了79.72%,而且该杂种的花粉育性为77.01%,胚囊育性超过了90%。细胞遗传研究结果,发现杂种F1在中期I、后期I、末期I、中期II、后期II、末期II和四分体期的正常染色体行为的频率分别为83.82%、87.95%、96.53%、65.57%、32.00%、92.25%和98.99%,都高于T449。在染色体构型方面,杂种F1在终变期和中期I时,主要以二价体为主,终变期和中期I的每个花粉母细胞二价体的频率分别9.07和12.57,显着地高于亲本在终变期和中期I的二价体频率。RNA-seq研究表明,杂种（T449×H1）F1与亲本比较,9个不同组织杂种F1特异表达的差异基因(DEGFPU)共15938个,不同组织的DEGFPU从927至2693个不等,这些DEGFPU都显着地富集在碳水化合物代谢途径。值得一提的是,许多糖类代谢和淀粉合成酶相关基因在杂种F1上调,例如基因Os BEIIb和Os SSIIIa在杂种F1开花后3天的籽粒表现上调。通过DEGFPU与已知水稻减数分裂相关基因比较,发现其中381个在杂种F1中上调,包括了2个减数分裂相关基因和19个减数分裂期特异基因,如DPW和CYP703A3。另外,许多DEGFPU发现在产量相关的QTLs上,这些差异基因可以作为杂种优势中产量相关的候选基因。综上所述,研究表明同源四倍体水稻T449低育性的原因是多方面的,在细胞学方面,主要是染色体行为的异常以及糖类在花药中的分布异常;在分子方面,主要是减数分裂相关基因以及糖类相关基因的表达异常。同时携带有San和Sbn双中性基因的同源四倍体水稻T449可以有效地克服栽培稻的杂种不育性。T449与新型四倍体水稻杂交产生的杂种F1具有明显的杂种优势,具有广阔的利用前景。本研究结果为多倍体水稻育种提供了新的种质资源,以及为其分子育种提供理论参考。
李文亮[9]（2019）在《玉米百粒重主效QTLqhkw5-3的精细定位与候选基因分析》文中认为粒重是影响玉米产量的关键因子之一,研究粒重的遗传机制,对玉米高产分子设计育种具有重大价值。本课题组前期,以玉米自交系郑58遗传背景上只含有一个来源于供体昌7-2染色体片段的代换系纯合体Z22为材料,基于（郑58×Z22）×Z22构建的BC1F2分离群体将百粒重主效QTLqhkw5-3定位在SSR分子标记SYM077和SYM084之间,并于BC1F2自交群体筛选出了在SSR分子标记bnlg1847-umc2201之间发生交换的19个次级代换片段纯合体,在BC1F3世代联合19个纯合体的基因型和表型分析,将百粒重主效QTLqhkw5-3验证定位在分子标记SYM077和SYM084之间。其间物理距离为442.6kb。本研究基于这些前期研究,使用筛选到的目标区域内发生交换的纯合体材料和在目标区域内开发的InDel分子标记对qhkw5-3进行了精细定位,并对目标区段内的候选基因进行分析。主要研究结果如下:1.基于对郑58与昌7-2的重测序结果,在SSR分子标记SYM077和SYM084之间设计了48对InDel分子标记,其中11对InDel分子标记在亲本间有多态性。使用11对InDel标记在BC1F4世代对在SSR分子标记SYM077和SYM084之间及侧翼发生交换的6个纯合体进行了标记加密检测。基于6个纯合体的分子标记基因型和百粒重表型,将qhkw5-3定位在分子标记InYM20和InYM36之间,同时,对6个材料的粒长、粒宽、粒厚和籽粒密度分析表明,未检测到相应的QTL。2.选取BC1F5世代中的7个单片段纯合体,田间增加种植群体,三次重复,果实成熟后考察百粒重,结合7个纯合体的基因型,利用重叠群分析的方法,再次将qhkw5-3定位在分子标记InYM20和InYM36之间,其间的物理距离为125.3kb,百粒重的遗传力为0.9580。用同样的方法,对这7个材料的粒长、粒宽、粒厚和籽粒密度的分析表明,未检测到相应的QTL。3.参照B73 RefGen-V4,在InYM20和InYM36区间内存在6个蛋白编码基因,对6个蛋白编码基因进行了序列比对、生物信息学和qRT-PCR分析。序列比对分析发现,6个蛋白编码基因在自交系郑58、昌7-2的DNA和cDNA序列上都存在差异。生物信息学分析表明,Zm00001d017706可能与玉米籽粒发育相关。qRT-PCR结果显示,Zm00001d017703和Zm00001d017708可能是qhkw5-3的候选基因,生物信息学初步分析表明这两个候选基因编码的蛋白属于亲水性蛋白。这些结果为该基因的分离和功能分析奠定了基础。
纪耀勇[10]（2019）在《高筋全麦粉用途小麦的MAGIC群体法培育及品质检测》文中进行了进一步梳理与精白面粉相比,全麦粉具有更丰富的营养成分,随着健康饮食观念的强化,如今全麦粉占食品原料的比重越来越高,但是针对全麦粉进行的小麦育种研究和食品加工品质检测却很少,而且缺乏完整的培育和评价体系。全麦粉的面筋含量及性质等品质直接决定了其食品加工用途,国内高筋全麦粉用途的小麦较少,大部分依赖进口。而全麦粉由于保留了麸皮等外层结构,农药残留问题也更加严重。本文以4个长江中下游地区小麦品种作为亲本构建了遗传上相互关联的多亲本高世代互交群体（multi-parent advanced generation inter-cross,MAGIC）,并对群体中各个株系产量与抗病性、籽粒及其制成的全麦粉的加工品质进行鉴定并进行统计分析,并在相关遗传上进行探索,开发相应的分子标记辅助育种。以期获得适合生产高筋全麦粉的抗病性高的小麦品种,促进高筋全麦粉的推广,并从根源上减少农药残留问题,减少食品安全问题。主要研究工作及结果如下:（1）筛选合适材料,创建一个小麦MAGIC群体。以小麦品种镇麦168、扬麦16、扬麦20和扬麦22四个品种为亲本,构建了一个包含332个独立的稳定株系的小麦MAGIC群体,并对各个株系的产量及小麦白粉病抗性进行统计分析。（2）全麦粉加工品质检测并筛选具有生产高筋全麦粉潜质的小麦株系。对亲本及小麦MAGIC群体各个株系籽粒的含水量、蛋白质含量、硬度、千粒重、湿面筋含量、面筋指数、稀释值、SDS沉降值、液化值和溶剂保持力等品质指标进行测定与统计分析。群体中株系167号具有生产高筋全麦粉的潜在应用价值。（3）开展遗传探索,优化分子标记辅助育种体系。建立一个高效的SSR标记库并成功运用于抗小麦白粉病基因PmV初步定位;对抗小麦白粉病基因Pm21和PmV进行精细定位,并开发可用于辅助育种的实用型分子标记。对硬度相关基因Pina和Pinb进行克隆并对MAGIC群体株系进行Pinb基因类型鉴定。适合于生产高筋全麦粉的株系167号含有抗小麦白粉病基因PmV,为Pinb-D1b型。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| abstract |
| 常用缩略语中英文对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 小麦品质重要性状及其影响因素 |
| 1.2 小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖的结构及其功能特性 |
| 1.3 小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖与BAHD基因密切相关 |
| 1.4 小麦籽粒TaBAHD基因的克隆及功能标记开发 |
| 1.5 表达分析、基因编辑技术在农业中的应用 |
| 1.6 研究意义及目的 |
| 1.7 技术路线 |
| 第2章 小麦TaBAHD-B1及TaBAHD-D1 基因的克隆及功能标记开发 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因表达模式分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因重组蛋白表达及条件优化 |
| 4.1 试验材料 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1 基因编辑及突变体鉴定 |
| 5.1 试验材料 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因的克隆及功能标记开发 |
| 6.2 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1 基因表达模式分析 |
| 6.3 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1基因基因重组蛋白表达及表达条件优化 |
| 6.4 小麦TaBAHD-A1、TaBAHD-B1及TaBAHD-D1 基因编辑及突变体鉴定 |
| 6.5 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 2021年5月作者简历 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 小麦条锈病与白粉病 |
| 1.1.1 小麦抗条锈病基因和抗白粉病基因的研究 |
| 1.1.2 小麦抗条锈病和白粉病的其他研究 |
| 1.2 植物NAC转录因子 |
| 1.2.1 植物NAC转录因子简介 |
| 1.2.2 植物激素参与的NAC转录因子调控 |
| 1.2.3 NAC转录因子的调控作用 |
| 1.2.4 小麦NAC转录因子(TaNAC)的研究现状 |
| 1.3 植物中的杂种衰亡 |
| 1.3.1 植物中杂种衰亡的简介 |
| 1.3.2 杂种衰亡的可能原因和调控机制 |
| 1.3.3 远缘杂交与基因互作 |
| 1.3.4 小麦中的杂种衰亡 |
| 1.4 分子标记开发及多组学研究方法 |
| 1.4.1 分子标记技术的发展与分子标记开发 |
| 1.4.2 多组学研究方法 |
| 1.5 研究方案 |
| 1.5.1 选题目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容和方案 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第二章 TaNAC TFs参与调节小麦对白粉病和条锈病的抗性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 植物材料和处理 |
| 2.2.2 RNA提取与基因克隆 |
| 2.2.3 筛选真菌胁迫响应相关的TaNAC基因 |
| 2.2.4 实时荧光定量PCR分析 |
| 2.2.5 普通小麦NAC转录因子基因家族重鉴定和序列分析 |
| 2.2.6 TaNAC转录因子的系统进化及蛋白序列特征分析 |
| 2.2.7 基因及其编码产物的序列结构、理化性质等生物信息学分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 基于IWGSC Ref Seq v1.1 对小麦NAC转录因子基因家族重鉴定 |
| 2.3.2 基于转录组数据筛选并分析真菌胁迫响应的TaNAC基因 |
| 2.3.3 从真菌胁迫后的N9134 中克隆TaNAC基因并重命名新转录本 |
| 2.3.4 获得的TaNAC转录本及其编码产物的序列结构、理化性质等分析 |
| 2.3.5 白粉菌和条锈菌侵染下小麦TaNAC基因的表达分析 |
| 2.3.6 真菌胁迫下N9134中TaNAC转录本的结构变体 |
| 2.3.7 真菌胁迫下差异表达TaNAC转录因子的结构特征分析 |
| 2.3.8 TaNAC膜结合转录因子(Membrane-bound TFs,MTFs)的比较分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 时空特异表达和可变剪切表明:TaNAC转录本可进一步丰富和完善 |
| 2.4.2 小规模复制或删除事件有助于丰富TaNAC基因及其转录本序列结构变异的多样性 |
| 2.4.3 膜结合TaNAC通过形成不同结构变体的调控方式发挥不同的功能 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 TaNAC基因基于可变剪切和miRNA的转录后调控参与真菌胁迫响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料和处理 |
| 3.2.2 RNA提取与基因克隆 |
| 3.2.3 实时荧光定量PCR分析TaNAC结构变异转录本差异表达 |
| 3.2.4 洋葱表皮细胞瞬时表达分析亚细胞定位 |
| 3.2.5 转录调控活性分析 |
| 3.2.6 生物信息学分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 一对TaNAC可变剪切结构变异转录本在白粉菌胁迫下的表达分析 |
| 3.3.2 克隆得到TaNAC可变剪切转录本的序列结构分析 |
| 3.3.3 TaNAC结构变异转录本编码产物的结构特征和理化性质分析 |
| 3.3.4 TaNAC可变剪切结构变异转录本编码产物的高级结构分析 |
| 3.3.5 比对分析TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位 |
| 3.3.6 比较分析TaNAC结构变异转录本的转录调控活性 |
| 3.3.7 结合于小麦TaNAC基因编码区的mi RNA的预测分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与胁迫响应 |
| 3.4.2 TaNAC基因可变剪切和mi RNA耦联的转录后调控 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 小麦杂种衰亡调控基因的精细定位及其在我国的分布与演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 植物材料 |
| 4.2.2 等位性测验 |
| 4.2.3 表型调查和数据分析 |
| 4.2.4 取样和提取基因组DNA |
| 4.2.5 分子标记的筛选和开发 |
| 4.2.6 绘制遗传图谱 |
| 4.2.7 杂种衰亡相关小麦材料的系谱分析和基因型检测 |
| 4.2.8 荧光原位杂交(FISH) |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 分析验证本研究冬小麦群体中存在的杂种衰亡 |
| 4.3.2 中度和重度杂种衰亡系统中也存在Ne基因的剂量效应 |
| 4.3.3 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的复等位基因确实分别存在不同 |
| 4.3.4 构建冬小麦杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的高密度遗传图谱 |
| 4.3.5 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 在中国各麦区离散的分布特征 |
| 4.3.6 N9134 和周麦22 中杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的来源 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 F_1 与亲本的千粒重百分比更适合为杂种衰亡分级标准之一 |
| 4.4.2 遗传背景应该是杂种衰亡表型差异的另一个影响因素 |
| 4.4.3 普通小麦的Ne1 和Ne2 可能分别直接源于野生二粒小麦和黑麦 |
| 4.4.4 N9134 的Ne1 和周麦22 的Ne2 可能是杂种衰亡调控新基因 |
| 4.4.5 引进品种直接影响中国现代品种杂种衰亡基因频率(尤其Ne2) |
| 4.4.6 导致杂种衰亡的基因位点也可以对小麦育种起积极作用 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 小麦杂种衰亡调控机制的多组学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 多组学分析的植物材料 |
| 5.2.2 基于BSA的转录组测序(BSR) |
| 5.2.3 基于PacBio三代平台的全长转录组测序 |
| 5.2.4 iTRAQ定量蛋白质组测序 |
| 5.2.5 广泛靶向代谢组分析 |
| 5.2.6 多组学联合分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 小麦杂种衰亡的BSR分析 |
| 5.3.2 小麦杂种衰亡的全长转录组分析 |
| 5.3.3 小麦杂种衰亡的定量蛋白质组学分析 |
| 5.3.4 小麦杂种衰亡的代谢组学分析 |
| 5.3.5 基于转录组、蛋白质组和代谢组的多组学联合分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 各组学分析结果及多组学联合分析结果的问题与不足 |
| 5.4.2 小麦中杂种衰亡、真菌病害抗性、TaNAC转录因子三者的关系 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 附文 |
| 附录B 附表 |
| 附录C 附图 |
| 致谢 |
| 博士毕业有感 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 1.前言 |
| 1.1 .研究问题由来 |
| 1.2 .玉米基因组学和数据库平台研究进展 |
| 1.2.1 .高通量测序技术促使基因组学研究的发展 |
| 1.2.2 .玉米参考基因组的组装和完善 |
| 1.2.3 .全基因组重测序助力基因组变异的发掘 |
| 1.2.4 .玉米群体基因组学研究进展 |
| 1.2.5 .玉米数据库平台研究进展 |
| 1.2.6 .基因组学研究利器——关联分析 |
| 1.2.7 .多组学平台助力优良性状的遗传基础解析 |
| 1.3 .玉米开花期研究进展 |
| 1.4 .糯玉米相关研究进展 |
| 1.4.1 .糯玉米的起源和研究历史 |
| 1.4.2 .糯玉米的生物学特性 |
| 1.4.3 .糯玉米糯质特性的遗传学基础以及关键基因研究进展 |
| 1.4.4 .国内外糯玉米育种现状 |
| 1.5 .本研究目的和意义 |
| 1.5.1 .Maize-CUBIC变异数据库的构建 |
| 1.5.2 .玉米开花期遗传基础解析 |
| 1.5.3. 基于多组学数据解析糯玉米群体感官的遗传基础 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 .玉米CUBIC群体变异图谱和Maize-CUBIC数据库的构建 |
| 2.1.1 .玉米CUBIC群体的构成 |
| 2.1.2 .CUBIC群体DNA提取和全基因组重测序 |
| 2.1.3 .测序数据预处理、比对和变异挖掘流程 |
| 2.1.4 .群体基因型的整合与推算 |
| 2.1.5 .群体非核心基因组序列的鉴定 |
| 2.1.6 .Maize-CUBIC数据库中已发表资源收集整合 |
| 2.1.7 .Maize-CUBIC数据库设计架构和运行平台 |
| 2.2 .玉米开花期的遗传结构解析 |
| 2.2.1 .CUBIC群体开花期性状的关联分析 |
| 2.2.2 .普通玉米自交系群体的基因型图谱构建 |
| 2.2.3 .适应性分析 |
| 2.2.4 .功能基因的CRISPR验证 |
| 2.3 .糯玉米感官评价的遗传结构和代谢基础解析 |
| 2.3.1 .他人前期工作基础概述 |
| 2.3.2 .糯玉米的基因型挖掘 |
| 2.3.3 .糯玉米和普通玉米群体的基因型整合和注释 |
| 2.3.4 .群体结构和群体分化分析 |
| 2.3.5 .糯玉米群体的选择分析 |
| 2.3.6 .基因表达量分析和eQTL鉴定 |
| 2.3.7 .糯玉米和普通玉米群体基因差异表达分析 |
| 2.3.8 .糯玉米群体淀粉含量测定 |
| 2.3.9 .糯玉米群体淀粉粘度表型测定 |
| 2.3.10 .糯玉米群体代谢组测定 |
| 2.3.11 .代谢物的全基因组关联分析 |
| 2.3.12 .代谢网络注释和富集分析 |
| 2.3.13 .相关性分析和回归分析 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 .玉米CUBIC群体变异图谱和Maize-CUBIC数据库的构建 |
| 3.1.1 .CUBIC群体变异挖掘流程评估和高密度变异图谱构建 |
| 3.1.2 .CUBIC群体基因型分布和注释 |
| 3.1.3 .CUBIC群体非核心基因组序列 |
| 3.1.4 .Maize-CUBIC数据库概览 |
| 3.1.5 .Maize-CUBIC数据库变异展示模块 |
| 3.1.6 .Maize-CUBIC数据库QTL结果展示模块 |
| 3.1.7 .Maize-CUBIC数据库变异应用模块 |
| 3.2 .玉米开花期性状的遗传结构解析 |
| 3.2.1 .CUBIC群体开花期性状的遗传结构解析 |
| 3.2.2 .普通玉米群体高密度基因型图谱构建 |
| 3.2.3 .普通玉米群体开花期性状温带适应性分析 |
| 3.2.4 .结合新的定位和选择分析结果完善玉米开花期网络 |
| 3.3 .基于多组学数据解析糯玉米感官评价的遗传基础 |
| 3.3.1 .糯玉米群体的高密度基因型图谱构建 |
| 3.3.2 .糯玉米群体与普通玉米群体的群体结构分析 |
| 3.3.3 .糯玉米群体与普通玉米群体的差异分析 |
| 3.3.4 .糯玉米与普通玉米waxy1基因与淀粉途径的分化 |
| 3.3.5 .糯性不显着影响糯玉米的感官评价 |
| 3.3.6 .糯玉米感官评价的遗传基础 |
| 3.3.7 .糯玉米Benzoxazinoid途径的分化与潜在的新型“甜味素” |
| 3.3.8 .糯玉米Brassinosteroid途径的分化提升籽粒感官评价 |
| 3.4 .本研究主要成果总结 |
| 4.讨论 |
| 4.1 .群体基因型鉴定流程的比较讨论 |
| 4.2 .生物数据库平台的开发必要性和发展方向 |
| 4.3 .对玉米开花期遗传结构的深入理解 |
| 4.4 .糯玉米起源和遗传改良的探讨 |
| 4.5 .本研究的局限性和未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A.论文补充图表 |
| 附录 B.作者简历及在读期间研究成果 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 引言 |
| 1.1 水稻产量相关性状遗传研究进展 |
| 1.1.1 产量构成要素 |
| 1.1.2 已克隆的产量QTL |
| 1.1.3 水稻已克隆产量 QTL 特点 |
| 1.1.4 水稻未克隆产量相关 QTL |
| 1.2 水稻蒸煮食味品质遗传研究进展 |
| 1.2.1 稻米蒸煮食味品质评价指标 |
| 1.2.2 淀粉合成途径 |
| 1.2.3 蒸煮食味品质性状遗传研究 |
| 1.3 蒸煮食味品质与产量相关性状的关系研究 |
| 1.4 QTL定位 |
| 1.4.1 传统定位方法 |
| 1.4.2 基于二代测序技术的定位方法 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 材料种植 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 性状考查与指标测定 |
| 2.2.2 引物来源 |
| 2.2.3 基因组DNA提取 |
| 2.2.4 PCR扩增与基因分型 |
| 2.2.5 数据统计与分析 |
| 2.2.6 连锁图谱构建与 QTL 分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 性状表现 |
| 3.2 性状相关性分析 |
| 3.3 连锁图谱的构建 |
| 3.3.1 亲本多态性分析 |
| 3.3.2 偏分离标记分析 |
| 3.3.3 遗传图谱 |
| 3.4 QTL定位 |
| 3.4.1 产量相关性状QTL定位 |
| 3.4.2 蒸煮食味品质性状QTL定位 |
| 3.5 QTL簇分析 |
| 3.5.1 QTL 簇区间 |
| 3.5.2 产量与蒸煮食味品质性状相关共位点 QTL |
| 3.6 上位性检测 |
| 3.7 材料筛选 |
| 4 讨论 |
| 4.1 偏分离标记分析及其对QTL定位的影响 |
| 4.2 本研究检测到的QTL与已报道的相关QTL/基因比较 |
| 4.2.1 稳定QTL分析 |
| 4.2.2 仅在单个群体中检测到的QTL分析 |
| 4.3 上位性效应 |
| 4.4 水稻产量与食味品质关系 |
| 4.4.1 表型相关性 |
| 4.4.2 产量相关性状与淀粉合成相关基因 |
| 4.4.3 产量与蒸煮食味品质相关性状QTL共定位区间 |
| 4.4.4 高产与优质重组的可能性 |
| 4.5 筛选材料用途 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A:作者攻读硕士学位期间发表论文及科研情况 |
| 附录B |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及评述 |
| 1.2.1 SNP分子标记及GBS技术在SNP鉴定中的应用 |
| 1.2.2 遗传图谱在林木QTL定位研究中的应用 |
| 1.2.3 林木QTL定位分析研究进展 |
| 1.2.4 连锁-连锁不平衡分析及其在林木中的研究进展 |
| 1.2.5 林木数量性状非DNA序列遗传效应解析研究进展 |
| 1.2.6 功能作图及其在林木中的研究进展 |
| 1.2.7 落叶松遗传图谱及QTL定位研究进展 |
| 1.3 研究目标和主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 日本落叶松基因组水平SNP发掘及其特征分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 基因组总DNA提取 |
| 2.1.3 简化基因组测序 |
| 2.1.4 SNP位点的检测、筛选及验证 |
| 2.1.5 变异位点群体特征分析 |
| 2.1.6 变异位点全基因组注释及其分布特征 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 日本落叶松基因组水平SNP位点的发现及验证 |
| 2.2.2 日本落叶松基因组水平SNP标记的分类及特征分析 |
| 2.2.3 日本落叶松基因组水平SNP标记分布及功能注释 |
| 2.3 小结 |
| 3 日本落叶松高密度遗传图谱构建及连锁-连锁不平衡分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 生长及材性性状测定和分析 |
| 3.1.3 半同胞作图群体分子标记开发和统计分析 |
| 3.1.4 连锁-连锁不平衡分析 |
| 3.1.5 QTL位点的功能解析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 生长和材性性状表型变异及相关性分析 |
| 3.2.2 半同胞作图群体结构分析 |
| 3.2.3 SNP/SSR标记开发和多态性检测 |
| 3.2.4 高密度遗传图谱构建和LD分析 |
| 3.2.5 QTL定位和遗传效应分析 |
| 3.2.6 关键候选基因鉴定和表达分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 日本落叶松生长和材性性状表观遗传效应解析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 关联群体生长及材性性状测定 |
| 4.1.3 关联群体分子标记开发和分析 |
| 4.1.4 单基因座遗传和表观遗传效应QTL定位 |
| 4.1.5 QTL位点的功能解析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 QTL定位及遗传和表观遗传效应分析 |
| 4.2.2 关键候选基因鉴定和表达分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 日本落叶松树高和胸径动态生长的功能作图及异时性参数分析 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 作图群体生长性状测定 |
| 5.1.3 作图群体分子标记开发和分析 |
| 5.1.4 功能作图统计分析方法 |
| 5.1.5 QTL位点的功能解析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 生长过程 |
| 5.2.2 QTL效应位点检测 |
| 5.2.3 DNA分子标记对生长过程及异时性参数影响 |
| 5.2.4 关键候选基因鉴定和表达分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与讨论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 讨论 |
| 6.2.1 日本落叶松基因组水平SNP发掘及其特征分析 |
| 6.2.1.1 简化基因组测序在群体变异检测中的功效解析 |
| 6.2.1.2 群体变异位点分类特征分析 |
| 6.2.1.3 全基因组变异位点分布特征解析 |
| 6.2.2 日本落叶松高密度遗传图谱构建及连锁-连锁不平衡分析 |
| 6.2.2.1 日本落叶松高密度遗传图谱构建 |
| 6.2.2.2 日本落叶松连锁-连锁不平衡作图 |
| 6.2.2.3 日本落叶松半同胞群体SNP单标记关联的遗传效应解析 |
| 6.2.3 日本落叶松生长和材性性状表观遗传效应解析 |
| 6.2.3.1 日本落叶松生长和材性性状的表观遗传效应解析 |
| 6.2.3.2 日本落叶松生长和材性性状形成的表观遗传基础分析 |
| 6.2.4 日本落叶松树高和胸径动态生长的功能作图及异时性参数分析 |
| 6.2.4.1 功能作图分析动态QTL对树高和胸径生长过程的影响 |
| 6.2.4.2 日本落叶松生长性状动态QTL功能的遗传基础分析 |
| 6.3 创新性 |
| 6.4 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 水稻粒形基因的研究进展 |
| 1.2 水稻粒形基因的克隆及功能分析 |
| 1.2.1 GS3 基因 |
| 1.2.2 qGL3 基因 |
| 1.2.3 GW2 基因 |
| 1.2.4 其他粒形基因的克隆及功能分析 |
| 1.3 粒形基因的互作效应 |
| 1.4 水稻近等基因系的构建方法 |
| 1.5 粒形与品质性状的相关性研究 |
| 1.6 水稻粒形基因利用现状 |
| 1.7 本研究的目的和意义 |
| 1.8 技术路线 |
| 第二章 GS3、qGL3和GW2 近等基因系的鉴定及效应分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 近等基因系材料构建步骤 |
| 2.1.3 基因检测引物及标记类型 |
| 2.1.4 试剂溶液配方及方法 |
| 2.1.5 实验常用仪器 |
| 2.1.6 DNA的提取 |
| 2.1.7 PCR扩增 |
| 2.1.8 酶切及电泳 |
| 2.1.9 田间种植管理 |
| 2.1.10 粒形性状的考察 |
| 2.1.11 数据统计分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 GW2 近等基因系(NIL)的标记检测及粒形表现 |
| 2.2.2 qGL3 近等基因系(NIL)的标记检测及粒形表现 |
| 2.2.3 GS3 近等基因系(NIL)的构建及粒形表现 |
| 2.2.4 三个NILs的粒形和千粒重的效应比较 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 GS3、qGL3和GW2 双基因近等基因系的构建及遗传效应 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 粒形性状调查 |
| 3.1.3 孟德尔遗传统计 |
| 3.1.4 取样方法、实验操作 |
| 3.1.5 数据统计分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 双基因系F_1杂种的分子标记检测 |
| 3.2.2 F_2群体中双基因系的遗传分析 |
| 3.2.3 F_2群体中GW2/qGL3 双基因系的标记检测及粒形表现 |
| 3.2.4 F_2群体中GW2/GS3 双基因系的标记检测及粒形表现 |
| 3.2.5 F_2群体中GW2/qGL3 双基因系的标记检测及粒形表现 |
| 3.2.6 三个双基因近等基因系的粒形和千粒重的效应比较 |
| 3.2.7 三个粒形基因在不同遗传背景下的效应 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 GS3、qGL3和GW2 单基因和双基因近等基因系的农艺性状和稻米品质性状差异 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验常用仪器 |
| 4.1.3 试验设计 |
| 4.1.4 农艺性状调查 |
| 4.1.5 稻米外观品质性状的测定 |
| 4.1.6 数据分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 产量构成性状分析 |
| 4.2.2 稻米外观品质分析 |
| 4.2.3 稻米理化性状分析 |
| 4.3 讨论 |
| 全文总结 |
| 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 英文缩略语及英汉对照 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 前言 |
| 1.1 油桐种质资源概述 |
| 1.2 油桐的应用价值和产业发展现状 |
| 1.2.1 油桐在工业原料中的应用 |
| 1.2.2 油桐用作生物柴油原料 |
| 1.2.3 油桐的医用价值和生态价值 |
| 1.2.4 油桐的产业发展现状 |
| 1.3 植物种子油脂积累的分子机理 |
| 1.4 油桐分子生物学研究进展 |
| 1.5 转录组技术 |
| 1.5.1 转录组技术的发展 |
| 1.5.2 转录组技术在植物学研究中的应用 |
| 1.6 关联分析 |
| 1.6.1 关联分析的基本方法 |
| 1.6.2 关联分析在植物研究中的应用 |
| 1.7 研究基础 |
| 1.8 研究的主要内容、目的及意义 |
| 1.8.1 研究的主要内容 |
| 1.8.2 技术路线 |
| 1.8.3 研究的目的和意义 |
| 第2章 油桐种质资源重要经济性状的评估 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.2.3 数据处理与分析 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 油桐种质资源中单粒种仁重及含油率的分布变化 |
| 2.3.2 油桐种质资源中主要脂肪酸含量的分布变化 |
| 2.3.3 油桐单粒种仁重、含油率和脂肪酸组分含量相关性分析 |
| 2.4 讨论 |
| 第3章 高低含油率油桐树种子发育转录组研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 油桐胚乳油脂积累曲线测定 |
| 3.2.3 油桐种子总RNA的提取和cDNA合成 |
| 3.2.4 转录组测序 |
| 3.2.5 数据分析 |
| 3.2.6 实时荧光定量PCR分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 高低含油率油桐树种子发育过程中油脂积累趋势比较 |
| 3.3.2 测序质量结果评估 |
| 3.3.3 与参考基因组比对结果 |
| 3.3.4 高低含油率油桐树种子油脂积累过程中差异表达基因分析 |
| 3.3.5 KEGG代谢通路富集分析 |
| 3.3.6 糖酵解通路差异表达基因KEGG富集分析 |
| 3.3.7 油脂积累后期脂肪酸合成通路差异表达基因分析 |
| 3.3.8 桐酸合成和TAG组装相关基因分析 |
| 3.3.9 脂肪酸降解相关基因分析 |
| 3.3.10 在油脂积累后期高表达的转录因子分析 |
| 3.4 讨论 |
| 第4章 重要候选基因的多态性与油桐重要经济性状的关联分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 油桐种子RNA提取和cDNA合成 |
| 4.2.3 油桐种子转录组测序及SNP检测 |
| 4.2.4 GO分类和KEGG功能显着性富集分析 |
| 4.2.5 油桐叶片基因组DNA提取 |
| 4.2.6 油桐种子SNP分子标记开发和基因型鉴定 |
| 4.2.7 油桐群体基因分型 |
| 4.2.8 油桐群体结构分析 |
| 4.2.9 油桐群体SNP分子标记-性状关联分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 19棵含油率不同油桐树SNP位点检测结果 |
| 4.3.2 SNP功能注释结果 |
| 4.3.3 含SNP位点基因的GO分类 |
| 4.3.4 含SNP基因的KEGG代谢通路分析 |
| 4.3.5 油桐油脂积累相关候选基因的多态性 |
| 4.3.6 油桐群体DNA质量检测和基因分型结果 |
| 4.3.7 油桐群体结构分析 |
| 4.3.8 油脂积累相关候选基因SNP位点与含油率等表型性状间的关联分析 |
| 4.4 讨论 |
| 第5章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 油桐群体重要经济性状评估 |
| 5.1.2 高低含油率油桐树种子发育转录组研究 |
| 5.1.3 基于RNA-seq技术大规模鉴定油桐种子SNP位点 |
| 5.1.4 候选基因SNP位点与油桐重要经济性状的关联分析 |
| 5.2 研究创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词及其英汉对照 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 多倍体水稻研究进展 |
| 1.1.2 水稻杂种不育性及杂种优势研究 |
| 1.1.3 植物转录组研究进展 |
| 1.2 本研究目的及意义 |
| 第2章 同源四倍体水稻T449细胞遗传与全基因组序列变异研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 材料 |
| 2.2.2 农艺性状调查 |
| 2.2.3 I_2-KI染色法观察花粉育性 |
| 2.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 2.2.5 重测序及分析 |
| 2.2.6 PCR验证 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 同源四倍体水稻T449的表型性状分析 |
| 2.3.2 同源四倍体水稻花粉母细胞减数分裂染色体构型以及行为的观察 |
| 2.3.3 同源四倍体水稻基因组变异的鉴定与分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 同源四倍体水稻T449转录组学及细胞学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 材料 |
| 3.2.2 转录组测序及分析 |
| 3.2.3 塑料半薄切片 |
| 3.2.4 花药糖含量测定 |
| 3.2.5 q RT-PCR实验 |
| 3.2.6 构建Os SUT5 过量表达和ossut5-ko敲除的植株 |
| 3.2.7 敲除植株的结实率和花粉育性调查 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 转录组测序的原始数据质量检测 |
| 3.3.2 同源四倍体水稻花粉发育表达谱差异分析 |
| 3.3.3 同源四倍体水稻T449花药中糖类分布和糖含量的测定 |
| 3.3.4 差异基因与减数分裂相关基因的关系 |
| 3.3.5 OsSUT5的克隆和生物信息学分析 |
| 3.3.6 OsSUT5的组织表达模式 |
| 3.3.7 构建ossut5-ko转基因植株 |
| 3.3.8 OsSUT5基因的缺失降低了水稻的花粉育性 |
| 3.3.9 构建OsSUT5过量表达载体 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 材料 |
| 4.2.2 分子标记检测 |
| 4.2.3 I_2-KI染色法观察花粉育性 |
| 4.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 4.2.5 转录组数据测序及分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 真假杂种的鉴定 |
| 4.3.2 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育的花粉育性分析 |
| 4.3.3 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育的染色体行为分析 |
| 4.3.4 含双中性基因的同源四倍体水稻杂种的转录组分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势及分子遗传基础研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 材料 |
| 5.2.2 农艺性状调查 |
| 5.2.3 I2-KI染色法观察花粉育性 |
| 5.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 5.2.5 WE-CLSM技术观察成熟胚囊育性 |
| 5.2.6 转录组测序及分析 |
| 5.2.7 差异表达基因的表达模式分类 |
| 5.2.8 重测序测序及分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势分析 |
| 5.3.2 同源四倍体水稻杂种及亲本减数分裂过程分析 |
| 5.3.3 转录组测序的原始数据质量检测 |
| 5.3.4 杂种和亲本之间基因表达谱差异分析 |
| 5.3.5 DEG_(FP)中的基因表达模式和非加性基因 |
| 5.3.6 DEG_(FPU)与已知产量相关QTL的关系 |
| 5.3.7 杂种和亲本间差异基因与减数分裂相关基因的关系 |
| 5.3.8 亲本间DNA多态性分析 |
| 5.3.9 杂种中糖类代谢和淀粉合酶相关基因的表达模式 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 全文讨论与结论 |
| 6.1 讨论 |
| 6.1.1 全基因组重测序是挖掘同源四倍体水稻DNA多态性的新途径 |
| 6.1.2 同源四倍体水稻异常染色体行为和减数分裂相关基因异常表达引起花粉部分不育 |
| 6.1.3 同源四倍体水稻糖类异常分布和糖类代谢相关基因的异常表达导致花粉部分不育 |
| 6.1.4 双中性基因Sa~n和Sb~n可以克服同源四倍体水稻杂种多花粉不育基因座互作引起的杂种不育 |
| 6.1.5 同源四倍体T449的杂种优势及染色体构型和花粉相关基因对杂种的影响 |
| 6.1.6 杂种的差异表达基因与杂种优势遗传机制的相关性 |
| 6.1.7 糖类代谢和淀粉合成酶相关基因与杂种优势的关系 |
| 6.2 全文结论 |
| 6.2.1 同源四倍体水稻T449基因组变异与花粉育性的研究 |
| 6.2.2 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育性的研究 |
| 6.2.3 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势及分子遗传基础研究 |
| 6.3 本研究的创新之处 |
| 6.4 后续研究设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 第2章的附录信息 |
| 附录B 第3章的附录信息 |
| 附录C 第5章的附录信息 |
| 附录D 研究生在读期间论文发表情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 QTL定位的研究方法 |
| 1.1.1 分子标记技术 |
| 1.1.2 QTL定位原理与方法 |
| 1.2 玉米粒重相关性状QTL的研究进展 |
| 1.3 玉米粒重相关基因的研究概况 |
| 1.3.1 基于突变体的玉米粒重相关基因的克隆研究 |
| 1.3.2 玉米粒重相关基因的同源克隆 |
| 1.4 本研究的意义及技术路线 |
| 1.4.1 本研究的目的意义 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 玉米百粒重主效QTLqhkw5-3 的精细定位 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 田间试验与表型分析 |
| 2.1.3 室内实验方法 |
| 2.1.4 实验所用软件 |
| 2.2 结果分析 |
| 2.2.1 BC1F4 世代的定位 |
| 2.2.2 BC1F5 世代的定位 |
| 2.2.3 候选基因 |
| 2.3 小结与讨论 |
| 2.3.1 qhkw5-3 的遗传稳定性 |
| 2.3.2 候选基因功能预测 |
| 第三章 候选基因分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 6 个蛋白编码基因DNA序列的获得 |
| 3.2.2 6 个蛋白编码基因序列分析 |
| 3.2.3 6 个蛋白编码基因在玉米不同器官的表达分析 |
| 3.2.4 6 个蛋白编码基因在授粉后玉米籽粒中不同时期的表达分析 |
| 3.2.5 候选基因蛋白生物信息学分析 |
| 3.3 小结与讨论 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| Abstract |
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 全麦粉研究现状 |
| 1.2.1 全麦粉的营养品质 |
| 1.2.2 全麦粉的加工工艺 |
| 1.2.3 全麦粉的推广 |
| 1.3 小麦粉加工品质研究 |
| 1.3.1 面筋蛋白 |
| 1.3.2 淀粉 |
| 1.3.3 硬度 |
| 1.3.4 溶剂保持力 |
| 1.4 小麦真菌病害研究 |
| 1.4.1 小麦真菌病害综述 |
| 1.4.2 小麦白粉病 |
| 1.5 小麦育种现状及研究进展 |
| 1.5.1 小麦育种概述 |
| 1.5.2 MAGIC群体育种研究现状 |
| 1.6 本研究的研究目的及意义 |
| 1.7 研究主要内容及技术路线 |
| 第二章 小麦MAGIC群体构建 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验材料及设备 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 试验材料获取 |
| 2.3.2 MAGIC群体的构建 |
| 2.3.3 产量预测及发芽率测定 |
| 2.3.4 白粉病抗性表型鉴定 |
| 2.4 结果统计与分析 |
| 2.4.1 产量预测及发芽率测定 |
| 2.4.2 白粉病表型鉴定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 全麦粉加工品质测定 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 试验试剂及设备 |
| 3.2.1 试验试剂 |
| 3.2.2 主要试验设备 |
| 3.3 试验方法 |
| 3.3.1 试剂配制 |
| 3.3.2 近红外分析仪分析小麦成分及加工品质 |
| 3.3.3 单粒谷物特性测定仪(SKSC)测定小麦硬度 |
| 3.3.4 全麦粉的制备 |
| 3.3.5 快速粘度仪法测定淀粉糊化特性 |
| 3.3.6 微量SDS沉降值测定 |
| 3.3.7 真菌型降落数值仪法测定降落数值 |
| 3.3.8 面筋仪测定全麦粉湿面筋含量及品质 |
| 3.3.9 溶剂保持力测定 |
| 3.3.10 高分子量谷蛋白亚基提取与鉴定 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 近红外分析仪分析小麦成分及全麦粉加工品质 |
| 3.4.2 单粒谷物特性测定仪(SKSC)测定小麦硬度 |
| 3.4.3 快速粘度仪法测定淀粉糊化特性 |
| 3.4.4 微量SDS沉降值法测定沉降值 |
| 3.4.5 真菌型降落数值仪法测定降落数值 |
| 3.4.6 面筋仪测定全麦粉湿面筋含量及品质 |
| 3.4.7 溶剂保持力测定 |
| 3.4.8 高分子量谷蛋白亚基鉴定 |
| 3.4.9 株系筛选 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 分子标记辅助育种 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 试验材料与设备 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验试剂 |
| 4.2.3 试验设备 |
| 4.3 试验方法 |
| 4.3.1 试剂的配制 |
| 4.3.2 构建高效的SSR标记库 |
| 4.3.3 利用SSR标记库定位抗白粉病基因PmV |
| 4.4 抗小麦白粉病基因PmV完全连锁标记开发 |
| 4.4.1 PmV同源基因Pm21的定位与克隆 |
| 4.4.2 PmV基因的精细定位 |
| 4.4.3 分子标记MBH1在MAGIC群体中的应用 |
| 4.5 硬度相关基因的标记开发及应用 |
| 4.5.1 MAGIC群体亲本Pin基因克隆及测序 |
| 4.5.2 Pinb基因类型区分标记开发 |
| 4.5.3 MAGIC群体Pinb基因类型检测 |
| 4.6 Wx蛋白亚基类型鉴定 |
| 4.7 结果与分析 |
| 4.7.1 高效SSR标记库构建及应用(PmV初步定位) |
| 4.7.2 Pm21及PmV基因的精细定位 |
| 4.7.3 标记MBH1应用于MAGIC群体 |
| 4.7.4 Pin基因克隆及分析 |
| 4.7.5 Pinb基因分型引物设计 |
| 4.7.6 Pinb基因类型鉴定 |
| 4.7.7 Wx蛋白类型鉴定 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士阶段发表的论文及申请的专利 |
| 附录 |
| 附录一 高效SSR标记库引物序列信息 |
