金玉环[1]（2021）在《新疆荒漠环境典型短命植物小鼠耳芥（Arabidopsis pumila）快速生长与耐逆性机制》文中提出近年来气候变化导致极端天气增多,全球人口不断增长给农业生产带来了前所未有的挑战,粮食安全是国家安全的重要基础。作物遗传改良能够促进粮食和营养安全,已经成为科学家关注的重要问题之一,但目前作物育种策略缺少足够的效率,还难以满足短期或长期的粮食生产需求,需要将传统育种、现代生物技术、基因组学研究与“speed breeding”（加速育种）相结合加速作物改良进程,帮助我们应对100亿人口粮食需求的挑战。基因组学能最大限度地发挥资源的有效利用、多样性、粮食产量和安全方面的作用,但需要在基因组和农艺性状水平上对尽可能多的种质资源进行鉴定,从而发掘和鉴定更多优良的基因资源将来应用于作物遗传改良。边际土地是保障我国粮食安全的战略后备耕地资源,我国新疆有3075.2万亩的边际土地,盐碱、沙性和干旱是主要的障碍因素。短命植物在新疆边际土地中广泛分布,起着防风固沙、保持水土、改善微生境、保护周边农田免受沙害等起着重要作用,因此对新疆尤其早春农业生物和生态环境的保护作出了重要贡献。开展短命植物适应环境的分子水平机理研究,为更好的合理利用和保护短命植物资源提供科学依据和理论支持,对未来作物育种、边缘土地的开发利用等有着重要的意义。小鼠耳芥（Arabidopsis pumila）是生长在古尔班通古特沙漠南缘荒漠地带的十字花科植物,表现出快速开花结果、结实量大、光合效率高和耐盐抗寒的特点,蕴藏着丰富的抗性基因资源。本论文研究以小鼠耳芥为研究材料,从生理与细胞水平、分子生物学角度等建立生物学研究体系,结合RNA-seq技术等层面探索其适应特殊生境的机制及抗性基因挖掘和育种利用价值。本论文研究主要研究内容和结果如下:1.小鼠耳芥组织培养与遗传转化体系的建立首先开展了组织培养实验,以幼嫩的根、下胚轴、叶片和叶柄为外植体,有效地在诱导培养基上诱导出愈伤组织和多个不定芽。诱导培养基为添加0.5 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤和0.1 mg/L萘乙酸的MS培养基。在同一培养基上,幼根、下胚轴、叶片和叶柄均可诱导愈伤组织,其中,幼根诱导率最高。进一步以生长4周龄幼苗的叶片和叶柄为外植体,以小鼠耳芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase 1）基因P5CS1为目的基因,潮霉素B为筛选抗生素,采用外植体预培养、感染、共培养等程序,研究了农杆菌GV3101介导的遗传转化方法。结果表明小鼠耳芥幼根、下胚轴、叶片和叶柄四种外植体均可以诱导形成愈伤和不定芽,其中,根外植体的愈伤组织诱导率最高,而下胚轴的愈伤组织诱导率最低。对叶片和叶柄进行农杆菌侵染,发现侵染所需最适宜的农杆菌浓度与侵染时间均不同,但在适宜浓度的农杆菌侵染下,都可以形成愈伤和不定芽。进一步运用花序侵染法对小鼠耳芥花序进行农杆菌侵染发现,在一定时间范围内适当延长侵染时间,可提高农杆菌的转化效率,当花序侵染时间为30 s时,筛选效率可以达到0.67%。2.筛选合适的内参基因合适的内参基因是实时荧光定量PCR（qRT-PCR）精确分析基因表达的重要前提,本研究鉴定了ACT1、ACT2、ALDH、EF1B、GAPDH、HAF1、LOS1、UBC35、UBQ9和UEP共10个候选内参基因,选择编码钾离子吸收渗透酶的KUP9作为验证基因。对小鼠耳芥进行了干旱、热激、冷和盐四种非生物胁迫,分别在0、3、6、12、24和48 h取样,以及七个不同的组织:根、下胚轴、子叶、莲座叶、茎、花和长角果,提取所有样品的RNA进行qRT-PCR试验。实验数据利用ge Norm、Norm Finder、Bestkeeper和Ref Finder 4个软件对10个内参基因的表达稳定性进行分析。综合排名表明:（1）不同组织中,合适的内参基因是ACT1和GAPDH;（2）10%PEG6000处理下,合适的内参基因是HAF1和UEP;（3）250 m M Na Cl胁迫处理,合适的内参基因是GAPDH和ACT1;（4）低温（4℃）胁迫处理,合适的内参基因是GAPDH和UBC35;（5）在高温（40℃）胁迫处理,合适的内参基因的是GAPDH和UBQ9。综合来看GAPDH和UBQ9是所有样本中最合适的内参基因组合。KUP9基因的表达特征进一步验证了筛选出的合适内参基因的稳定性,说明筛选的内参基因适合于基因表达的标准化。3.不同生长发育时期的RNA-seq分析小鼠耳芥在早春萌发以后迅速生长,统计自然生境下小鼠耳芥整个生长周期的表型变化。结果发现,萌发后一个月内株高和叶片数增加最明显,特别在抽薹期（Growth Stage 1,GS1）、始花期（GS2）、结荚期1（GS3）、结荚期2（GS4）、结荚期3（GS5）这5个时期表现出快速生长发育。半个月内形成幼苗到成苗的转变,从营养生长到开花结果、以及果荚增长的形态变化。接着选取GS1、GS2、GS3、GS4和GS5共5个生长时期的叶片开展RNA-seq分析。构建15个文库,测序产生694,576,138条raw reads和660,395,266条clean reads,总测序量达到99.06 G;相关系数和主成分分析发现,GS1与GS2这两个时期差异不显着,并且差异基因个数最少,其余组间差异非常显着。五个生长发育时期共鉴出29,994个差异表达基因。GO和KEGG富集分析,结果发现大多差异基因富集在光合作用、核糖体、生理节律、α-亚麻酸的新陈代谢、氧化磷酸化、类黄酮生物合成和芥子油苷生物合成等通路。其中GS3与GS2,GS4与GS3,GS4与GS4时期相比,生理节律相关的差异表达基因个数分别为24、27和24个;CO、GI和FT等15个光周期开花通路相关基因差异表达变化非常明显。此外,GO富集分析发现KT/HAK/KUP基因家族在整个结荚期明显富集,暗示它们在小鼠耳芥的生长发育调控中起着重要作用。4.钾离子转运蛋白KT/HAK/KUP基因家族的全基因组鉴定与分析利用小鼠耳芥全基因组序列鉴定出26个KUP基因,并从琴叶拟南芥（Arabidopsis lyrata）、叶芽鼠耳芥（Arabidopsis helleri）、盐芥（Eutrema salsugineum）和亚麻荠（Camelina sativa）等4种十字花科植物中分别鉴定了14、14、16和40个KUP基因,系统进化分析表明123个KUP基因分为4个亚组。物种内共线性分析表明小鼠耳芥KUP的复制基因以全基因组复制（WGD）/片段重复方式为主,纯化选择是该家族基因进化的主要动力。利用15个组织的RNA-seq数据分析表明,超过1/3的基因成员在幼根中高表达,其次是种子和果柄组织。5个不同生长时期的RNA-seq数据分析表明,很多KUP成员参与植株快速生长,在结荚期（GS4和GS5）明显上调表达,表明该家族成员可能在植株增高和发育调控过程中起到非常重要的作用。qRT-PCR分析ApKUP基因响应逆境胁迫的表达特征,结果表明:（1）ApKUP基因表达明显响应高盐（250 m M Na Cl）、干旱（10%PEG6000）、低温（4℃）和高温（40℃）胁迫,表现出复杂的变化特征;（2）缺钾时,除Ap HAK5、ApKUP1.2和ApKUP6.1上调表达,其余ApKUP基因成员下调表达;（3）50μmo/L的茉莉酸甲酯（Me JA）和1μmo/L的脱落酸（ABA）显着影响ApKUP家族在根中的表达水平;（4）1μmo/L甲基紫精（MV）胁迫显着影响ApKUP在根和子叶中的表达水平。胁迫表达结果表明,ApKUP基因的表达积极响应非生物胁迫,但是不同复制基因对之间存在表达差异,说明KUP基因在进化中具有功能上的保守和分化。综合起来,本研究建立了小鼠耳芥遗传转化方法,筛选出了用于qRT-PCR实验的内参基因;以RNA-seq为基础挖掘了小鼠耳芥转录水平上参与生长调控的差异表达基因及代谢通路,如光合作用和生理节律,以及多个耐逆相关基因,如P5CS和KUP基因家族成员。发现这些基因在生长发育过程中快速响应逆境胁迫而上调表达,可能是赋予小鼠耳芥适应新疆荒漠环境快速开花成熟的适应性机制。本研究建立的研究系统为突破边际土地的改良工程体系与农作物育种技术体系提供理论参考,挖掘的基因资源可用于植物的抗性基因工程育种,为加快作物育种策略提供理论基础,为研究和开发更多短命植物资源提供思路,将来为新疆农业生物环境的改良和作物的遗传改良做出贡献。
贾文茜[2]（2021）在《黑尾叶蝉感染水稻矮缩病毒后唾液腺转录组变化分析及其两种RNA病毒基因组结构分析》文中认为病毒普遍存在于生物体中,极具生态和基因组多样性。昆虫作为地球上已知数量和种类最为丰富的生物类群,是多种病毒的寄主,也是虫媒病毒的重要介体。而相较于已知昆虫和潜在的病毒数量,目前对昆虫病毒的了解还远远不足。近些年来,测序技术的发展加速了昆虫病毒的发现与鉴定,使越来越多的病毒从无症状感染的昆虫宿主中被鉴定出来。黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps是亚洲地区常见的水稻害虫,可以传播多种水稻病毒,如水稻矮缩病毒（rice dwarf virus,RDV）。为探究黑尾叶蝉与RDV的关系,本研究在黑尾叶蝉RDV感毒与未感毒唾液腺转录组分析基础上,选择了差异表达的ML（MD-2-related lipid-recognition）基因,并在载量变化较大的病毒中各选取了一种正链和负链RNA病毒进行了系列研究。主要研究结果如下:1.黑尾叶蝉RDV感毒与未感染唾液腺转录组比较分析通过对RDV感毒与未感毒的黑尾叶蝉唾液腺进行转录组比较分析,发现在感染RDV后共有622个差异表达的基因,其中342个基因表达上调,280个基因下调,对差异基因进行富集分析。选择82个差异基因进行验证,其中52个昆虫基因和10个病毒相关序列通过定量PCR得到确认。相关病毒序列c12476g1、c13775g1、c31720g1和c84382g1在感染RDV后表达水平上升,c31757g1、c44831g1、c53292g1、c57866g1、c57866g2和c18405g1表达下降。2.黑尾叶蝉ML基因鉴定及ML蛋白与RDV互作检验对黑尾叶蝉的ML基因进行鉴定,共发现6个ML基因。选择NcML1、NcML2和NcML6基因进行多序列比对和系统进化树分析,并对其编码的蛋白序列进行三级结构建模。使用q PCR对3个NcML基因在不同组织、不同时期的表达模式进行检测,发现在脑中NcML最为丰富,尤其是NcML6基因。使用酵母双杂交、Pull-Down分别验证NcML1、NcML2和NcML6蛋白是否与RDV病毒蛋白互作,结果显示NcML6蛋白与RDV的Pns6、P8和Pns12蛋白互作结果呈阳性。为了解NcML6基因潜在的功能,对黑尾叶蝉进行RNA干扰。NcML6基因干扰效果良好,但并未引发任何症状。3.一种新型黑尾叶蝉iflavirus病毒基因组结构与传播模式研究对Nephotettix cincticeps positive-stranded RNA virus-1（NcPSRV-1）病毒基因组序列做进一步确认和分析。该病毒基因组长10,524核苷酸（nucleotide,nt）,不计入poly（A）尾,包含一个大的开放阅读框（open reading frame,ORF）,该ORF编码一个含3,192个氨基酸（amino acid,aa）的多聚蛋白（polyprotein）。在ORF两侧为5’和3’非编码区（untranslated regions,UTR）。病毒NcPSRV-1具有典型的iflavirus基因组结构,在进化树分析中与Iflaviridae病毒科成员聚类在一起。NcPSRV-1在黑尾叶蝉种群中可进行水平传播和垂直传播。在实验室种群中NcPSRV-1的感染率和病毒载量（viral load）随时间不断增加,维持在较高水平。NcPSRV-1可以侵染黑尾叶近缘种二条黑尾叶蝉N.apicalis,以及黑尾叶蝉的寄生蝇黄足头蝇Pipunculus multillatus,目前尚未有证据显示可以侵染电光叶蝉Recilia dorsalis和水稻Oryza sativa variety TN1。持续RDV感染可改变实验室种群NcPSRV-1的感染率和病毒载量,对NcPSRV-1的增殖抑或传播有一定的拮抗作用。而高NcPSRV-1带毒量的黑尾叶蝉其RDV感毒和传毒的能力逊于NcPSRV-1阴性叶蝉。4.一种新型黑尾叶蝉rhabdovirus病毒基因组结构与进化分析对病毒Nephotettix cincticeps negative-stranded RNA virus-1（NcNSRV-1）基因组序列做进一步确认,获得全长12,361 nt,两端为非编码的3’leader和5’trailer。病毒反义正链的基因组包含5个主要的结构蛋白基因,依次为N、P、M、G和L,是典型的Rhabdoviridae病毒科基因组结构。在G和L基因间,有一个additional gene,命名为P6,该基因具有独立的转录单元,编码一个功能未知的蛋白。系统进化上,NcNSRV-1与昆虫中发现的未分类rhabdovirus病毒聚集在一起,且与其他rhabdovirus病毒在蛋白序列一致性上并不高。转录调节序列一般较为保守,而NcNSRV-1病毒中发现的转录起始序列不同于已分类的rhabdovirus病毒。考虑到进化关系、序列一致性和基因组结构,NcNSRV-1较有可能是昆虫rhabdovirus病毒。目前NcNSRV-1病毒未能在实验室种群中长期维持,可能与宿主或传播途径的缺失有关。
吕士凯[3]（2021）在《真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究》文中研究表明小麦（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。
周介汉[4]（2020）在《基于转录组和叶绿体全基因组序列的中国特有珍稀植物青檀的保护遗传学研究》文中认为青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim.）,是中国特有的单种属落叶乔木,成片或零星分布于中国19个省区。由于拥有较高的经济价值,青檀被大量砍伐,导致青檀的种质资源与野生种群分布面积不断减少。本研究利用Illumina HiSeqTM 2500测序平台对青檀两个地理距离相距较远的个体进行了转录组测序和叶绿体全基因组测序,对序列信息进行整理分析,开发出20个青檀多态性EST-SSR位点,并基于EST-SSR分子标记技术对中国东部5个青檀自然种群:安徽琅琊山（LYS）、安徽泾县（JX）、浙江天目山（TMS）、江苏燕子矶（YZJ）及北京十渡（SD）开展了保护遗传学研究。本研究的主要过程及结论如下:（1）基于Illumina HiSeq TM 2500测序平台对安徽琅琊山和北京十渡种群的两个青檀个体进行测序得到的转录组序列信息,利用Candi SSR软件进行多态性EST-SSR位点搜索和引物设计,初步得到369个理论上具有多态性的EST-SSR位点,平均长度18bp。随机挑选了30个重复单元为3-5核苷酸的候选多态性EST-SSR位点用于后续的引物有效性、多态性和通用性实验,成功开发出20个具有多态性的EST-SSR位点（Gen Bank Accession Number JZ980980-JZ980999）。随后将这20个多态性EST-SSR位点在同科植物醉翁榆（Ulmus gaussenii Cheng）和琅琊榆（Ulmus chenmoui Cheng）中进行了属间通用性检验,发现其中17个多态性EST-SSR位点在醉翁榆和琅琊榆中均能成功扩增且呈现出较高的多态性,通用性为85%,多态性为100%,所筛选的EST-SSR位点可用于榆科其它物种的种群遗传学研究。（2）利用上述20个EST-SSR多态性位点,对LYS、JX、TMS、YZJ及SD5个青檀自然种群的遗传多样性和遗传结构进行了分析。共产生63个等位基因,每个位点的等位基因数为2-6个,平均每个位点检测到等位基因数3.02个。青檀种群平均遗传多样性处于中等水平:观测杂合度Ho的均值为0.402;期望杂合度He的均值为0.405,整体种群基因分化系数Fst为0.075,种群内近交系数Fis为0.031,种群总近交系数Fit为0.102。安徽琅琊山种群的遗传多样性水平最高（平均每个位点检测到等位基因数3.15个,观测杂合度为0.411;期望杂合度为0.422）;江苏南京燕子矶种群的遗传多样性水平最低（平均每个位点检测到等位基因数为2.80;观测杂合度为0.384;期望杂合度为0.373）。基于STRUCTRE软件对种群结构分析结果,可将5个青檀自然种群分为三个谱系,琅琊山种群谱系;燕子矶种群谱系及泾县种群、天目山种群、十渡种群谱系。本研究发现青檀的种群间遗传结构与地理距离关系无明显关系,推测燕子矶种群占据的独特的基因池与奠基者效应（Founder effect）有关。结合野外调研的生境调查结果可判断,琅琊山种群和燕子矶种群的保护优先级较高。（3）基于Illumina HiSeq TM 2500测序平台对安徽琅琊山（LYS）和浙江天目山（TMS）种群的两个青檀个体进行的叶绿体全基因组测序,组装出青檀琅琊山（LYS）个体的全基因组长158,635bp;天目山（TMS）个体的全基因组长158,619bp。两个个体的叶绿体全基因组在结构上与其它榆科物种一致,均由两个方向相反的反向重复区（Inverted repeats,IRs）、一个大单拷贝区（Long single copy seguence,LSC）和一个小单拷贝区（Short single copy seguence,SSC）组成。青檀叶绿体基因组共有119个基因,包括80个蛋白质编码基因、29个t RNA基因、8个r RNA基因和2个假基因。通过对青檀叶绿体全基因组的测序及初步分析,为青檀叶绿体分子标记的开发及通过叶绿体基因组构建青檀系统发育关系奠定了基础。
朱晨桥[5]（2020）在《柑橘模式材料的开发与金柑属植物系统发育学研究》文中指出柑橘是世界最重要的果树作物和贸易农产品之一,但柑橘的童期长、种子多胚性、植株高大、基因组高度杂合等生物学特点,限制了其基因功能和遗传学研究的进展。山金柑（Fortunella hindsii）属于芸香科（Rutaceae）、金柑属,具有完整柑果结构、童期极短、植株矮化等突出特点,本课题组在2009年的资源调查中发现了具有单胚特点的山金柑株系,是目前最有潜力成为柑橘“模式”实验材料的种质。本研究围绕进一步开发和科学利用单胚山金柑,即个体小、童期短、杂交容易（单胚）、纯合度高的实验材料,开展了相关研究;创建了单胚山金柑纯和自交系,评价了单胚山金柑的主要农艺性状,以单胚山金柑作为母本进行种间杂交实验、创建了遗传群体;利用纯系材料测序、组装了山金柑基因组,并基于转录组和基因组分析,对山金柑生活史基因共表达模式和早花机理进行了初步探索;基于核SSR、叶绿体扩增序列和全基因组SNP,对金柑属植物进行了系统发育、遗传多样性、群体结构和种群动态等分析,解析了金柑属系统发育地位和种群分化历史,提出了栽培金柑起源的新观点。主要研究结果简述如下:1. 山金柑纯系创建、栽培评价和杂交群体创制扩繁了单胚山金柑自交第二代（S2）118个株系、自交第三代（S3）28个株系,利用n SSR分子标记筛选了一系列纯合度>90%的高纯合材料;其中,单株S3y-45杂合度低至0.62%。评价了单胚山金柑的重要农艺性状,发现～70%的实生苗可在当年成花（童期约8个月）,单胚性状稳定（单胚率>90%）,植株极矮化（一年生实生苗平均株高15.29cm）;以嫁接苗首次坐果数作为评价标准,在自交系中筛选了一系列单胚优系材料,其中‘S2f-179’第一年（首次）平均坐果数最高,达到了5.90个。构建了单胚山金柑PN02（F.hindsii）×滑皮金柑（F.crassifolia）种间杂交群体,获得了包含222个杂种子代的F1群体;基于F1群体中的单胚单株,繁育了F2群体,目前获得了包含713个单株的F2群体。2. 山金柑基因组测序、基因共表达模式分析及早花机理初探以纯系材料‘S3y-45’作为材料,使用Pacbio、Illumina和10X genomics平台测序、组装了山金柑基因组1.0,组装大小373.6 Mb,contig-N50=2.21 Mb,scaffold-N50=5.16 Mb。注释到了32,257个蛋白编码基因,其中的12,360个基因在9个柑橘亚科植物基因组中具有直系同源基因,986个是山金柑特有基因。基于低拷贝基因的系统发育分析揭示了,相比于枳（Poncirus）,山金柑与柑橘属主要栽培种质,如柚（C.grandis）、枸橼（C.medica）、橙（C.sinensis）等有较近的系统发育关系,与橘（C.reticulata）最近,两者约分化于5.32百万年前。对山金柑生活史13个不同组织进行了转录组测序并进行了WGCNA分析,鉴定了27个共表达模块;对比山金柑与柚和柠檬的86个成花发育关键基因的表达水平,发现31个基因差异表达,其中的18个涉及成花诱导阶段。对山金柑SPL基因家族进行了鉴定,发现了19个Fh SPLs;系统发育分析表明山金柑比甜橙多了2个SPL3/4/5（内源成花诱导途径关键基因）同源拷贝:Fh SPL7/9;进一步的定量表达实验,验证了Fh SPL7/9在成熟叶片、茎、腋芽分生组织中上调表达,并与光周期成花诱导关键基因SOC1的表达呈正相关（r=0.94）,与抑制成花发育的mi R156a表达负相关（r=-0.91）。3. 金柑属植物系统发育分析利用46个核SSR和5个叶绿体位点对38份金柑属种质资源进行了遗传多样性、群体结构和系统发育分析。结果显示,金柑属植物核遗传多样性较高（Na=4.34;Ne=2.27;Ho,He,u He=0.49）,叶绿体的遗传多样性较低（Hd=0.693;Pi=0.00073;Nh=13）。结合Nei氏遗传距离聚类和叶绿体系统发育树,证明了金柑属独立的种系起源。PCo A分析和群体结构分析表明,金柑属内包含两大种群:栽培金柑（罗浮、罗纹和金弹）和山金柑。对15份栽培金柑种质和15份野生山金柑进行了基于基因组SNP的群体遗传学分析。PCA和群体结构分析都验证了金柑属内“栽培金柑—山金柑”两大种群的遗传结构;在栽培金柑内,显示了清晰的“罗浮（F.margarita）—金弹（F.crassifolia）”遗传结构;所有罗纹（F.japonica）材料都显示了罗浮和金弹混合的遗传背景,表明罗纹可能起源于罗浮和金弹的杂交或回交;但这三个栽培种间的遗传分化指数Fst均大于0.25,证明它们都应有“种”（species）的地位。栽培金柑种群的基因组SNP多样性水平（Pi=0.12,Theta=0.10）显着低于山金柑种群（Pi=0.23,Theta=0.26）,两个种群的Tajima’s D、Fu&Li’s D*、Fu&Li’s F*值均显着背离0,拒绝中性进化检验,说明它们的进化过程中都经历了定向选择。连锁不平衡分析结果显示,栽培金柑种群的连锁不平衡强度高,连锁不平衡衰减速度慢,衰减距离更长,说明栽培金柑种群经历的选择强度更高,暗示其经历了人工选择。种群动态分析发现,栽培金柑祖先和山金柑祖先分别在距今70-120万年前和30-60万年前各经历了一次与第四纪冰期相关的种群缩减,而后,栽培金柑在距今1-2万年前又经历了一次急速的种群扩张。以上结果暗示了金柑属在与橘分支分化后至第四纪冰河期开始前已经有了一定的种群分化,栽培金柑的祖先种群的地理分布更北,栽培金柑经历的急速种群扩张很可能与人类的选择和驯化有关。
朱弘[6]（2020）在《尾叶樱桃（Cerasus dielsiana）系统分类地位与种群生物地理学研究》文中研究指明尾叶樱桃（Cerasus dielsiana）隶属蔷薇科（Rosaceae）典型樱亚属（Subg.Cerasus）,是我国亚热带特有的一种代表性野生观赏落叶小乔木,天然种群分布较广且地理变异多样,具有十分广阔开发利用前景。但根据多年的野外调查,其种质资源大都处于野生状态,同时还面临人为干扰加剧、生境破碎化造成的种群衰退的风险,至今尚无针对该物种的系统研究报道。因此,本研究以尾叶樱桃主要分布区的天然种群为研究对象,在广泛的标本记录查阅和野外种群采样基础上,整合形态学标记、分子系统发育与亲缘地理学、景观遗传学的多个手段,深入开展了对该物种的研究,论文主要内容与获得的主要结果如下:（1）系统发育分析与分类学处理基于1个叶绿体DNA非编码区片段,初步开展了尾叶樱桃的系统发育重建,以期澄清该种与其近缘种间亲缘关系及分类地位,结果表明:1)在atpB-rbcL序列矩阵的774个有效位点中共发现15个多态性位点,占分析序列的1.94%,共检测出9个单倍型,物种间平均单倍型多样性（Hd=0.8805±0.026）,平均核苷酸多态性（π=0.00711±0.00054）,除尾叶樱桃外（Hap5～Hap7）,其余物种均拥有各自独特的1个单倍型,具有较丰富的遗传多样性。2)综合Network中介图、系统发育重建与生物信息学手段的RNA二级结构预测的定量分析结果,我们推测尾叶樱桃与长柱尾叶樱桃（C.dielsiana var.longistyla）互为姊妹群（Sister group）,并共同构成独立进化单元;虽然磐安樱桃（C.pananensi）的系统位置未能确认,但推测该种与浙闽樱桃（C.schneideriana）的亲缘关系较近,可能为古今多次杂交起源,且在近期最可能受到后者与山樱花（C.serrulata）的双重基因渐渗。3)基于上述分子证据结合形态学描述支持发表的尾叶樱桃的新变种——长柱尾叶樱桃。同时,综合模式标本考证与文献研究,依据《国际藻类、菌类、植物命名法规》精神,指定NO.5812（GH-00032047）作为尾叶樱桃的后选模式（lecotype）。（2）天然种群叶表型变异研究及生态响应规律通过多重比较、巢氏方差分析、相关性分析、主成分分析（PCA）、主坐标分析（PCoA）、非加权配对算术平均法（UPGMA）聚类分析等数理方法,初步对来自川、鄂、湘、赣、台5省8个尾叶樱桃天然种群的11个叶表型性状进行了比较分析,研究其不同地理单元间叶表型多样性和地理变异规律及对地理气候的响应。结果表明:1)尾叶樱桃主要叶表型性状变异在种群内和种群间均存在显着差异,平均变异系数为22.44%,其中变异系数最大和最小的分别为叶面积（50.83%）与一级侧脉数（7.96%）;平均叶表型性状的分化系数为30.78%,种群内的变异（51.55%）大于种群间的变异（22.55%）。2)PCA表明对尾叶樱桃叶表型性状变异起主要贡献作用的前3大主成分累计贡献率达到92.400%,可以综合概括和排序为“大小性状”（73.242%）与“形状性状”（19.158%）。3)叶宽（r=–0.641）、叶面积（r=–0.658）和一级侧脉数（r=0.659）性状均与经度呈显着负相关或正相关关系,气温季节变化和最湿季降水量对叶表型性状变异影响较大。4)基于PCoA和UPGMA聚类分析可将8个天然种群划分为4类。（3）分子亲缘地理学研究利用双亲遗传的核糖体DNA内转录间隔区nrITS标记对尾叶樱桃天然分布区所在的25个种群的203个个体开展了空间遗传结构与谱系历史的检测:1)共检测到18个核糖体分型（ribotypes）,在物种水平,尾叶樱桃具有较高的核糖体分型与核苷酸多样性（Hd=0.879±0.012,π=3.56±0.16）;基于核糖体分型的中介邻接网络（Median-joining network）和分子变异的空间分析（Spatial analysis of molecular variation,SAMOVA）均支持尾叶樱桃天然地理种群存在4个显着的谱系地理种内分组:西部组（West Group）+北部组（North Group）+中南部组（Central&South Group）+东部组（East Group）;基于邻接法（Neighbor-joining,N-J）的系统发育重建显示北部组为非单系类群,即其余3个地理组镶嵌在其中,表明种群存在不完全的谱系分选（Incomplete lineage sorting,ILS）现象;对上述4个地理分组进行的分子方差分析（Analysis of molecular variance,AMOVA）检测到了显着的遗传分化水平,其中有78.27%的遗传变异存在于种群间,而其余21.73%存在于种群内,表明其具有显着的谱系地理结构(Nst=0.837>Gst=0.585;P<0.05);2)利用BEAST软件结合7个外类群作二次校正点的分子钟分歧时间估算结果表明,尾叶樱桃的最近共祖时间（Time to the most recent common ancestor,TMRCA）大约出现在6.28Mya（95%HDP:3.64～8.83 Mya）,即中新世晚期至上新世早期,其中东部组的冠群（Crown group）时间分化于更新世（Pleistocene,大约1.97 Mya）前后,时间与末次盛冰期（Last Glacial Maximum,LGM）相吻合;3)结合SDM的最大熵模型（Maximun entropy,MaxEnt）模拟比较了LGM时期与现代两种气候情境下的潜在分布区,发现在亚热带南方很可能曾存在多个冰期避难所。4)利用统计学的扩散-隔离分析法（Statistical dispersal-vicariance analysis,S-DIVA）的祖先分布区重建（Reconstruct ancestral state in phylogenies,RASP）软件分析进一步推测尾叶樱桃时间-地理事件的扩张路线。结果显示其祖先种群最早可能起源自北部地理组的秦岭-巴山山脉,随后先后经历了两次向南扩散事件,在东部-北部地理组间以及东部-西部地理祖间或曾存在2个次生分化中心,后又分别向西、南,西、向东方向扩张,逐渐形成现代的分布格局。（4）景观遗传学分析基于多种算法定量分析了栖息地景观特征对尾叶樱桃种群遗传结构形成过程中的影响:1)基于单倍型多样性（Hd）和反距离加权（Inverse Distance Weighting,IDW）差值法,反映出该物种种群的遗传多样性在总体上存在空间分布不均和随经度上呈东西分化的地理分布格局。2)基于种群间地理距离与遗传距离的曼特尔检验（Mantel test）结果表明两者存在较弱的相关性（r=-0.345,R2=0.1193）,更加符合基因流模式的环境隔离（Isolation by environment,IBE）假说。3)基于成对基因流,检测到南岭-罗霄,巫山-武陵山山脉形成了种群间的地理隔离,其中尤以东西走向的南岭山脉是尾叶樱桃最显着的天然物理屏障,阻碍了4个谱系地理分组间的基因流,从而促进了不同谱系间的异域分化。此外,阿里山种群（ALS）基因流并未受到闽台之间台湾海峡地理隔离的影响,应与更新世冰期的“东山路桥”多次形成密切相关。（5）适生区模拟与生态特征评价为定量评估其当代多样性分布格局以及生态适应性,使用基于生态位理论的DIVA-GIS软件耦合BIOCLIM模型开展分析,结果包括:1)现代尾叶樱桃的分布范围较广,但在总体上存在分布不均匀格局,种群分布的核心地理范围集中在中国西部的巫山山脉和武陵山脉。2)水热变量,尤其是温度季节变化方差（bio4）被定量筛选出来,成为塑造当前地理格局的最具影响的因素。3)与同域分布的其它科植物（樟科、木兰科）比较,蔷薇科樱属植物的气候-生态位格局在区域尺度上支持水-热动态（Water-energy dynamic）假说和系统发育生态位保守性（Phylogenetic niche conservatism,PNC）假说。4)Pearson相关性分析与典范对应分析（Canonical correspondence analysis,CCA）结果均表明来自海拔生境过滤作用相比经度和纬度的作用更加显着。（6）保育计划的形成掌握遗传多样性和分布格局为物种保育或核心种质库建设提供科学决策。因此,从保育遗传学角度,大范围层面上,4个独立的原地保护单元（ix situ）能够被确定,其中处于North Group的大巴山-巫山和武陵山区作为祖先类型和现代遗传多样性中心应该予以高度重视和优先保护;而在资源（资金、人员）有限的情况下,湖南张家界（ZJJ）、壶瓶山（HPS）,贵州梵净山（FJS）、广东南岭（NL）等遗传多样性最丰富的种群作为局域尺度下原地保护和核心种子库种源的主要对象。此外,考虑到气候变化、城市化和人类经济活动对尾叶樱桃野生生境和生存带来的不断威胁,开展一定的迁地（ex situ）保护、引种扩繁亦或是跨地域的人工异交计划可以作为重要的补充。总之,在地质事件、自然选择、地理隔离与环境阻力等一系列历史-生态的综合作用下,尾叶樱桃通过种群扩散-隔离-分化事件,逐渐形成当今的生物地理格局。上述研究结果为我国亚热带森林物种的多样性起源、演化模式提供了一个新的案例,也为今后野生樱属种质资源的保护与开发利用提供参考。
申思凡[7]（2020）在《两种寄生蜂嗅觉感受器超微结构及三种松毛虫性信息素受体功能研究》文中指出嗅觉在昆虫的生存和种群繁衍过程中发挥着重要的作用,对害虫嗅觉感受机制的研究将为防治新技术的开发提供理论基础。本文以两类昆虫为研究对象,分别明确了昆虫嗅觉感受的结构基础和分子基础。第一部分利用扫描电子显微镜,观察了两种寄生蜂成虫整个虫体的嗅觉感受器,结合课题组已经研究过的两种松毛虫寄生蜂,我们比较了这几种寄生蜂与其他相关寄生蜂的嗅觉感器类型。第二部分是松毛虫性信息素受体的功能研究,借助爪蟾卵母细胞表达系统,在体外表达了马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus）的候选PR基因,利用双电极电压钳检测其功能,成功筛选到马尾松毛虫的PR基因,并通过RNAi技术沉默了马尾松毛虫的PR基因,试从体内进行功能验证;接着用同样的方式筛选了云南松毛虫（Dendrolimus houi）和思茅松毛虫（Dendrolimus kikuchii）的PR基因。主要研究结果如下:（1）通过扫描电镜观察,在烟蚜茧蜂（Aphidius gifuensis）和宽缘金小蜂（Pachyneuron aphidis）的成虫虫体上共观察到8种嗅觉感器:毛形感器（Trichoid sensillum,TS）,锥形感器（basiconic sensillum,BS）,板形感器（placodea sensillum,PS）,B（?）hm鬃毛（B（?）hm bristles,BB）,刺形感器（chaetica sensillum,Ch S）,鳞形感器（squamous sensillum,SS）,腔锥形感器（coeleoconica sensilla,Co S）和栓锥型乳突状感器（basiconic capitate peg sensilla,BCPS）。触角作为重要的嗅觉器官,拥有的感器种类最多。两种寄生蜂触角上的感器基本相同,一些数量稀少的感器存在差别,可能行使特别的功能。最后结合课题组已经研究过的两种松毛虫寄生蜂,我们比较了这几种寄生蜂与其他相关寄生蜂的嗅觉感器类型。（2）利用爪蟾卵母细胞表达系统,在体外表达了马尾松毛虫6个候选的PR基因,结合双电极电压钳,成功鉴定出2个PR基因（Dpun PR45/46）。在以往研究中,鳞翅目昆虫识别Type I型性信息素的PR基因总是在系统发育树上聚为一支,对马尾松毛虫OR基因的系统发育分析则显示马尾松毛虫的PR基因不聚在传统的PR分支上,而是单独聚为一支。双电极电压钳结果显示Dpun PR45对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr五种物质有反应,对Z5-12:OH有微弱的反应;Dpun PR46对Z5,E7-12:OPr表现出强烈的反应,对Z5,E7-12:OAc反应较微弱。剂量反应曲线表明,Dpun PR45对次要性信息素成分的反应敏感度大于对主要成分的敏感度。此外,由于RNAi的效率在鳞翅目中高度可变,所以我们对Dpun PR45/46和Dpun Orco进行的干扰试验效果不明显。（3）云南松毛虫和思茅松毛虫是两种同域分布的近缘种,借助爪蟾卵母细胞表达系统,我们分别在体外表达了8个和5个候选的PR基因,经双电极电压钳检测,分别成功鉴定到1个PR基因（Dhou PR26,Dkik PR21）。Dhou PR26对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr,Z5-12:OH六种物质都有反应;Dkik PR21对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr,Z5-12:OH,Z5-12:OAc共七种物质有反应,这两个PR对性信息素都表现出了广谱性的反应特点。本文借助扫描电镜技术、爪蟾卵母细胞表达系统,双电极电压钳,RNAi等手段,对两类昆虫嗅觉感受的结构基础和分子基础进行了研究。明确了两种寄生蜂触角感受器超微结构,对性信息素受体的功能研究探明了马尾松毛虫的性信息素识别机制,以及两种同域近缘种松毛虫的性信息素识别机制。触角作为昆虫最重要的嗅觉器官,其结构基础与分子基础都将为以后开展害虫生态防治提供帮助。
祝明珠[8]（2020）在《多花黄精分子生药学初步研究》文中研究指明目的:基于叶绿体基因组全长序列,构建一种对药用黄精来源的多花黄精快速的分子鉴别方法,并对多花黄精多糖生合成中的关键酶基因（Pc UER1）进行研究分析,为多花黄精种质资源研究及黄精多糖和薯蓣皂苷合成的深入研究提供理论基础。方法:（1）实地采集多花黄精样品,采用改良CTAB法提取DNA,进行叶绿体全基因组测序、组装和分析;（2）基于多花黄精、黄精和滇黄精叶绿体基因组测序序列信息,通过Bio Edit软件中的clustal W进行序列比对,筛选出多花黄精特异性鉴别位点并设计双阻滞位点特异性引物,构建快速鉴别多花黄精技术;（3）提取多花黄精根、茎、叶、根茎等四种部位中的RNA,筛选最优RNA产物,进行RNA-Seq并分析和功能注释,推测多花黄精中多糖和薯蓣皂苷的生合成途径;（4）基于转录组测序数据,筛选表达量高的酶基因Pc UER1进行基因克隆,同时设计特异性引物进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳检测条带大小;将明亮的DNA条带经琼脂糖DNA凝胶回收试剂盒处理后,用p GM-T Fast克隆试剂盒进行重组质粒构建,将包含目标基因的载体以热休克方法导入大肠杆菌DH5α感受态细胞中培养,培养出的菌落经colony PCR确认后,在LB+Amp培养基中进行培养,培养菌群再次经colony PCR确认目标基因后,用小规模提取质粒法提取质粒,在确定质粒浓度后对质粒进行测序,并对获得的目标基因c DNA进行生物信息学分析;从模板质粒Pc UER1中扩增基因Pc UER1,通过酶切位点5’Bam HI和3’Xho I将基因克隆重组至含Kan的载体p ET-28a（+）中,构建重组质粒Pc UER1 in p ET-28a（+）。结果:（1）通过对多花黄精的叶绿体全基因组测序,得到155 650 bp全长序列,共有7.04 Gb的数据;IR重复区域长度为25 526 bp、长单拷贝区（LSC）长度为86 177 bp、短单拷贝区（SSC）长度为18 421 bp;共注释叶绿体基因132（软件t RNAscan-SE注释）个或135个（软件ARAGORN注释）。（2）据对药用黄精三个种质的叶绿体基因组全长序列,找出多花黄精叶绿体基因序列在153809 bp和155 360 bp存在特异性变异位点;并根据阻滞变异原理分别设计正反向引物PCY1-F和PCY1-R,电泳检测得到1 507 bp的明亮条带,可将多花黄精与黄精、滇黄精有效鉴别。（3）通过对多花黄精根、根茎、茎、叶等部位的转录组测序得到42.03 Gb数据,组装去冗余后得到137 233个unigenes;根据多花黄精转录组数据得出有关多花黄精多糖和薯蓣皂苷两条生源合成路径,其中参与多花黄精多糖的合成路径主要有β-呋喃果糖苷酶（INV）、己糖激酶（HK）、UDP-葡萄糖脱水酶（RHM）及3,5-异构酶/4-还原酶（UER1）等14种关键酶参与;参与薯蓣皂苷合成路径的关键酶有法尼基焦磷酸合酶（FDPS）、法尼基转移酶（FDFT1）、角鲨烯单加氧酶（SQLE）和环烯醇合成酶（CAS1）等,此研究为下游多花黄精多糖和薯蓣皂苷的生物学研究提供可靠的理论参考。（4）筛选出的高表达酶基因Pc UER1经基因克隆得到其c DNA序列全长900 bp,编码299个氨基酸,蛋白分子量约33.5 k Da;经生信分析,得出推测的氨基酸二级结构主要是α-螺旋,其次是无规则卷曲,β-转角结构最少;推测的氨基酸三级结构与模板匹配的结果中有281个氨基酸配对成功,占总数的93.98%,表明该结构与二级结构吻合。经重组构建后的质粒DNA,可为后续诱导重组蛋白表达及重组蛋白功能验证奠定基础,也为多花黄精的重组蛋白的功能验证及各组织中的表达情况提供了丰富实验数据。结论:（1）通过对多花黄精叶绿体全基因组的Illumina测序,获得叶绿体基因全长序列,为设计并筛选特异性引物提供可靠的数据基础;（2）基于叶绿体基因数据,设计并筛选出一对特异性引物序列,可快速鉴别药用黄精种源的多花黄精,对其有效鉴别具有重要意义;（3）优选多花黄精的RNA提取方法,将检测合格的RNA样品用于后续的RNA-Seq,基于转录组学数据对多花黄精不同组织的基因表达进行分析和功能注释,并推测多花黄精中多糖和薯蓣皂苷合成路径,为下游筛选高表达多糖合成关键酶基因提供可信的数据资料,同时也对多花黄精中薯蓣皂苷的后续研究提供帮助;（4）基于多花黄精多糖合成路径中的关键酶基因表达量的转录组数据,筛选出Pc UER1酶基因,经相应转化并构建重组载体后以得到后续可表达的重组蛋白,为进行蛋白表达做准备,同时为多花黄精的蛋白组学研究提供实验基础和参考。
李露丹[9]（2020）在《基于叶绿体基因组及RAD-seq技术的枫斗类石斛分子鉴定研究》文中研究指明石斛属（Dendrobium Sw.）是兰科（Orchidaceae）第二大属,全世界约有1500种,分布于我国约有100种（包括台湾地区）,其中40多种为药用石斛。枫斗类石斛是石斛属中一组非常重要的药用石斛,大约包含20种,其中以铁皮石斛、霍山石斛最为名贵。由于该类群种类繁多,基源复杂,包含许多近缘种及近期分化物种,该类群的基源鉴定及名贵的枫斗药材鉴定一直未得到有效解决,这给该类群的种质资源保护及药材的安全用药带来诸多不便。本论文利用叶绿体基因组数据对23种枫斗类石斛基源进行了精准鉴定研究,并探究了石斛属叶绿体基因组突变动力机制;利用叶绿体全基因组序列筛选铁皮石斛特异性核苷酸位点,基于ARMS-q PCR技术对建立简单、高效的铁皮枫斗药材鉴别方法进行探索;此外,还利用RAD-seq及叶绿体基因组数据对霍山石斛进行居群鉴别分析,为开发霍山石斛道地产区的溯源方法进行探究。论文首先对20种枫斗类石斛的72个个体进行叶绿体基因组测序,加上29个前人发表的叶绿体基因组,共计对101个枫斗类石斛叶绿体基因组进行比较,并分析叶绿体基因组结构及序列特征。结果显示枫斗类石斛叶绿体基因组IR发生了明显的收缩或扩张;与其他植物类群一致,在石斛属叶绿体基因组中同样存在SNPs和indels共发生现象,本研究进一步对现有的解释这一现象的3种假说进行验证,根据本研究的结果,区域差异假说并不能充分解释这一现象,仅支持repeat相关突变假说和indel相关突变假说对这一现象的解释。论文接着利用101个枫斗类石斛叶绿体基因组对枫斗类石斛基源进行精准鉴定研究。为了比较叶绿体全基因组及其不同区域（LSC,IR,SSC区）、常用的DNA片段及组合对枫斗类石斛基源的鉴别能力,以及探究不同的序列过滤策略（不过滤、浅过滤、严格过滤）对物种鉴定的影响,本研究对24个数据集构建了系统发育树。研究结果表明宽松的过滤策略（不过滤、浅过滤）并不会对物种鉴定结果产生消极的影响;IR、SSC区、常用的DNA片段及组合并不能充分鉴别所有的枫斗类石斛,而叶绿体全基因组及LSC区可以有效鉴别所有检测的枫斗类石斛物种,且获得最高的支持度。考虑到LSC区在鉴别成本及效率方面的优势,本研究推荐LSC区作为精准鉴别枫斗类石斛基源的理想超级条形码。论文进一步开展了铁皮石斛及其枫斗药材的鉴定研究。本研究通过对铁皮石斛及其25个混淆种的132个叶绿体基因组（72个为本研究测序获得,其余60个为前人发表）进行序列比对,筛选出11个可用于设计铁皮石斛特异性引物的核苷酸位点,基于ARMS引物设计原则共设计4对铁皮石斛ARMS特异性引物。以铁皮石斛及其混淆种新鲜材料的DNA为模板,利用4对ARMS特异性引物进行普通PCR扩增,基于扩增结果初步筛选出两对ARMS特异性引物（Dot1/Dot2,Doa1/Doa2）可尝试用于铁皮枫斗药材的鉴定。利用这两对引物对铁皮枫斗及其混淆品的预扩增产物进行荧光定量PCR扩增。结果显示:在这两对引物的荧光扩增曲线中,铁皮枫斗的扩增曲线均最先出现,扩增效率最高,且铁皮枫斗Ct值显着小于其混淆品的Ct值。因此,本研究基于ARMS-q PCR技术建立的鉴别体系可用于铁皮石斛及其枫斗药材的鉴定。论文最后基于RAD-seq及叶绿体基因组数据对霍山石斛进行居群鉴别研究。对来自5个居群的26个霍山石斛样本进行RAD测序,共筛选获得471,018个SNP标记。另外对12个霍山石斛叶绿体基因组（10为本研究测序获得,其余两个为前人发表）进行序列比对分析,筛选种内高变区,获得6个相对高变的片段（mat K-5’trn K,rps16-trn Q,trn S-trn G,clp P-psb B,ndh F-rpl32,ycf1）。基于RAD-seq数据、叶绿体基因组种内高变区、叶绿体全基因组对霍山石斛不同居群进行聚类分析。研究结果显示:叶绿体基因组种内高变区及叶绿体全基因组在霍山石斛居群间的分辨率较低;RAD-seq数据能够对霍山居群进行很好地聚类,因此该技术可用于霍山石斛道地产区的溯源。但RAD-seq数据仍无法对龙虎山、黄山、浏阳居群进行各自独立聚类,表明霍山石斛居群间遗传分化水平较低,这可能与霍山石斛是近期分化物种,且分布地窄,人类活动的干扰,自然生境被破坏等因素有关。
彭慧,胡焕,何溪,李名扬,李志能,李先源[10]（2021）在《异鳞石山棕ISSR-PCR反应体系的建立及其亲缘关系分析》文中研究指明为进一步明确异鳞石山棕（Guihaia heterosquama）的分类地位以及异鳞石山棕的遗传多样性本研究以异鳞石山棕及其近缘种共10种40份植物为材料,利用L16（45）正交设计实验建立异鳞石山棕的最佳ISSR-PCR反应体系(总体积20μL,包括2μL 10×Buffer,2.5μL Mg2+（25 mmol/L）,0.7μL dNTPs （10 mmol/L）,0.5μL引物（10μmol/L）,模板DNA 50 ng,Taq DNA聚合酶1.25 U),并通过筛选的ISSR引物对40份植物进行亲缘关系分析。结果表明筛选出的14条引物共扩增出209个位点多态性位点200个,平均多态性位点百分率为95.7%。异鳞石山棕与两广石山棕（Guihaia grossifibrosa）遗传相似系数最大（0.718）,亲缘关系最近,与多裂棕竹（Rhapis multifidi）遗传相似系数最小（0.565）,亲缘关系相较于其他种最远。10种植物共聚为3大类,异鳞石山棕和石山棕（Guihaia argyrata）、两广石山棕聚到一起。研究结果支持将异鳞石山棕划分至石山棕属（Guihaia）的观点,为异鳞石山棕的分类提供分子水平上的证据,同时也为后续异鳞石山棕的遗传多样性、种质资源的开发利用提供参考依据。
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 |
| 主要缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1 引言 |
| 2 国内外研究现状 |
| 2.1 我国粮食生产面临的主要问题 |
| 2.1.1 粮食生产和安全所面临的问题 |
| 2.1.2 未来我国提高粮食生产的方法 |
| 2.1.3 新疆农业生产的资源优势及面临的问题 |
| 2.1.4 农业生产与育种的“卡脖子”问题 |
| 2.2 新疆短命植物的研究进展 |
| 2.2.1 新疆短命植物资源 |
| 2.2.2 短命植物研究进展 |
| 2.3 植物应答环境的发育机制 |
| 2.3.1 植物的生长发育 |
| 2.3.2 钾离子对植物生长发育的影响 |
| 2.3.3 KT/HAK/KUP钾离子转运蛋白家族 |
| 2.3.4 植物响应盐胁迫的分子机制研究 |
| 2.4 小鼠耳芥研究进展 |
| 3 研究目的和意义 |
| 4 技术路线 |
| 第二章 小鼠耳芥遗传转化体系的建立 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.2 试剂和培养基配制 |
| 1.3 实验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 小鼠耳芥全基因组中鉴定出4 个ApP5CS基因 |
| 2.2 ApP5CS基因在小鼠耳芥不同组织中的表达特征 |
| 2.3 ApP5CS响应逆境胁迫的表达特征 |
| 2.4 ApP5CS1.1 基因的克隆和构建过表达载体 |
| 2.5 小鼠耳芥四种不同外植体的再生诱导 |
| 2.6 建立组织培养遗传转化体系 |
| 2.7 阳性植株鉴定和ApP5CS1.1 基因表达分析 |
| 2.8 小鼠耳芥花序侵染遗传转化方法的建立 |
| 3 讨论 |
| 4 本章小结 |
| 第三章 小鼠耳芥基因表达分析内参基因的鉴定 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 材料和试剂 |
| 1.2 实验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 候选内参基因和靶基因的扩增特异性和扩增效率 |
| 2.2 候选内参基因的表达分析 |
| 2.3 候选内参基因表达稳定性分析 |
| 3 讨论 |
| 4 本章小结 |
| 第四章 小鼠耳芥不同生长发育时期的转录组测序 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 所用试剂 |
| 1.2 样品统计和收集 |
| 1.3 RNA-seq文库准备 |
| 1.4 数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 小鼠耳芥快速生长时期的变化分析 |
| 2.2 转录组数据统计 |
| 2.3 转录组与参考基因组比对 |
| 2.4 基因表达定量 |
| 2.5 差异基因统计 |
| 2.6 差异基因富集分析 |
| 3 讨论 |
| 4 本章小结 |
| 第五章 小鼠耳芥钾转运蛋白KT/HAK/KUP基因家族的鉴定及响应非生物胁迫的表达特征 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 小鼠耳芥KT/HAK/KUP基因家族同源序列搜索鉴定 |
| 1.2 系统进化分析 |
| 1.3 染色体位置和共线分析 |
| 1.4 基因结构和蛋白质保守结构域分析 |
| 1.5 不同组织转录组数据库 |
| 1.6 不同生长发育时期转录组数据库 |
| 1.7 盐胁迫转录组数据库 |
| 1.8 茉莉酸甲酯、脱落酸和甲基紫精胁迫处理和取样 |
| 1.9 缺钾、干旱和极端温度胁迫处理和取样 |
| 1.10 RNA提取、反转录和q RT分析 |
| 2 结果分析 |
| 2.1 KT/HAK/KUP基因家族的鉴定及命名 |
| 2.2 系统进化分析 |
| 2.3 基因家族复制分析 |
| 2.4 基因结构、保守结构域和启动子分析 |
| 2.5 染色体定位和共线分析 |
| 2.6 ApKUP基因在不同组织中的表达分析 |
| 2.7 ApKUP基因在不同发育时期的表达分析 |
| 2.8 ApKUP基因在盐胁迫下的表达分析 |
| 2.9 ApKUP基因在MeJA(50μmo/L)胁迫下的表达分析 |
| 2.10 ApKUP基因在甲基紫精(MV,1 μmo/L)胁迫下的表达分析 |
| 2.11 ApKUP基因在ABA(1μmo/L)胁迫下的表达分析 |
| 2.12 ApKUP基因在10%PEG6000 胁迫下的表达分析 |
| 2.13 ApKUP基因在缺钾胁迫下的表达分析 |
| 2.14 ApKUP基因在高低温胁迫下的表达分析 |
| 3 讨论 |
| 4 本章小结 |
| 第六章 研究结论、创新点和展望 |
| 1 结论 |
| 2 创新点 |
| 3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师评阅表 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1 病毒组研究现状 |
| 1.1 病毒组发展简介 |
| 1.2 病毒组研究内容简介 |
| 1.3 病毒基础分类 |
| 2 Iflaviridae病毒科研究现状 |
| 2.1 Iflaviridae病毒科简介与分类 |
| 2.2 Iflaviridae病毒科病毒基因组结构 |
| 2.3 Iflaviridae病毒科病毒粒子结构 |
| 2.4 Iflaviridae病毒科病毒感染症状 |
| 2.5 Iflaviridae病毒科病毒传播途径 |
| 2.6 Iflaviridae病毒科病毒宿主范围 |
| 2.7 Iflaviridae病毒科病毒与其他微生物的共感染与互作 |
| 2.8 Iflaviridae病毒科病毒与寄生节肢动物 |
| 3 Rhabdoviridae病毒科研究现状 |
| 3.1 Rhabdoviridae病毒科病毒简介与分类 |
| 3.2 Rhabdoviridae病毒科病毒基因组结构 |
| 3.3 Rhabdoviridae病毒科病毒的转录与表达 |
| 3.4 Rhabdoviridae病毒科病毒基因组的扩张与收缩 |
| 4 水稻矮缩病毒研究概述 |
| 4.1 水稻矮缩病毒简介 |
| 4.2 水稻矮缩病毒的传播 |
| 5 本论文研究目的与路线 |
| 第二章 黑尾叶蝉RDV感染与未感染唾液腺转录组比较分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试昆虫 |
| 1.2 黑尾叶蝉唾液腺解剖 |
| 1.3 黑尾叶蝉唾液腺总RNA提取 |
| 1.4 黑尾叶蝉唾液腺c DNA合成 |
| 1.5 荧光定量PCR检测 |
| 1.6 黑尾叶蝉唾液腺中RDV病毒增殖情况检测 |
| 1.7 黑尾叶蝉唾液腺中RDV病毒透射电镜观察 |
| 1.8 黑尾叶蝉唾液腺转录组样品制备 |
| 1.9 黑尾叶蝉唾液腺cDNA文库制备与库检 |
| 1.10 文库测序、拼接注释与CDS预测 |
| 1.11 黑尾叶蝉唾液腺转录组差异表达基因分析与筛选 |
| 1.12 差异基因富集分析 |
| 1.13 差异基因验证 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 黑尾叶蝉唾液腺RDV病毒检测 |
| 2.2 黑尾叶蝉唾液腺转录组数据概况 |
| 2.3 基因GO、KOG和 KEGG功能分析 |
| 2.4 差异基因的筛选与统计 |
| 2.5 差异基因的GO富集分析 |
| 2.6 差异基因的KEGG富集分析 |
| 2.7 昆虫相关差异基因验证 |
| 2.8 病毒相关差异基因及验证 |
| 3 讨论 |
| 第三章 黑尾叶蝉ML基因鉴定及ML蛋白与RDV互作研究 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试昆虫 |
| 1.2 黑尾叶蝉总RNA提取与c DNA合成 |
| 1.3 黑尾叶蝉NcML基因鉴定与生物学分析 |
| 1.4 黑尾叶蝉NcML基因序列扩增 |
| 1.5 黑尾叶蝉NcML基因表达分布检测 |
| 1.6 黑尾叶蝉NcML蛋白与RDV病毒蛋白酵母双杂交互作验证 |
| 1.7 蛋白SDS-PAGE和 Western blot检测 |
| 1.8 蛋白表达纯化与Pull-Down互作验证 |
| 1.9 黑尾叶蝉NcML基因ds RNA合成与RNA干扰 |
| 1.10 数据统计分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 黑尾叶蝉NcML基因鉴定与生物学分析 |
| 2.2 黑尾叶蝉NcML蛋白结构预测 |
| 2.3 黑尾叶蝉NcML基因组织和发育动态分布 |
| 2.4 黑尾叶蝉NcML与 RDV病毒蛋白互作 |
| 2.5 黑尾叶蝉NcML蛋白与Lipid A分子对接预测 |
| 2.6 黑尾叶蝉NcML基因RNAi |
| 3 讨论 |
| 第四章 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1基因组结构与传播模式研究 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试昆虫 |
| 1.2 黑尾叶蝉总RNA提取与c DNA合成 |
| 1.3 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1基因组序列克隆与测序 |
| 1.4 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1生物信息学与系统进化分析 |
| 1.5 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1检测与定量分析 |
| 1.6 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1与RDV田间共感染调查 |
| 1.7 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1实验室种群带毒率检测 |
| 1.8 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1水平传播检测 |
| 1.9 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1垂直传播检测 |
| 1.10 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1宿主范围检测 |
| 1.11 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1与RDV实验室种群共感染检测 |
| 1.12 数据统计分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1基因组序列分析 |
| 2.2 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1基因组结构分析 |
| 2.3 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1系统进化分析 |
| 2.4 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1成虫带毒检测 |
| 2.5 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1与RDV田间共感染调查 |
| 2.6 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1实验室种群丰度变化 |
| 2.7 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1水平传播检测 |
| 2.8 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1垂直传播检测 |
| 2.9 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1宿主检测 |
| 2.10 黑尾叶蝉(+)ssRNA病毒NcPSRV-1与RDV的共感染 |
| 3 讨论 |
| 第五章 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1基因组结构与进化分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试昆虫 |
| 1.2 黑尾叶蝉总RNA提取与cDNA合成 |
| 1.3 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1基因组序列克隆与测序 |
| 1.4 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1生物信息学与系统进化分析 |
| 1.5 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1检测 |
| 1.6 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1与RDV田间共感染调查 |
| 1.7 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1实验室种群带毒率检测 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1基因组序列分析 |
| 2.2 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1系统进化分析 |
| 2.3 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1基因组结构横向比较分析 |
| 2.4 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1基因连接区序列分析 |
| 2.5 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1与RDV田间共感染调查 |
| 2.6 黑尾叶蝉(-)ssRNA病毒NcNSRV-1实验室种群带毒率检测 |
| 3 讨论 |
| 总结 |
| 1 本论文的特色与创新点 |
| 2 本论文的不足之处 |
| 3 未来的研究方向 |
| 附录Ⅰ 黑尾叶蝉水状唾液蛋白质组分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试昆虫 |
| 1.2 黑尾叶蝉唾液收集 |
| 1.3 黑尾叶蝉唾液蛋白样品处理及SDS-PAGE电泳 |
| 1.4 黑尾叶蝉唾液蛋白FASP酶解、ESI质谱鉴定与数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 黑尾叶蝉唾液蛋白SDS-PAGE电泳与质谱鉴定 |
| 2.2 黑尾叶蝉水状唾液蛋白质组数据统计 |
| 2.3 黑尾叶蝉水状唾液蛋白质组成分析 |
| 2.4 黑尾叶蝉水状唾液蛋白差异表达基因 |
| 2.5 黑尾叶蝉水状唾液蛋白质组病毒相关序列 |
| 3 讨论 |
| 附录Ⅱ |
| 参考文献 |
| 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 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 保护遗传学 |
| 1.1.1 保护遗传学概念及其研究内容 |
| 1.2 微卫星分子标记 |
| 1.2.1 分子标记研究概述 |
| 1.2.2 微卫星分子标记技术及应用 |
| 1.2.3 EST-SSR简介及应用 |
| 1.3 基于高通量测序技术的叶绿体全基因组学 |
| 1.3.1 高通量测序技术概述 |
| 1.3.2 叶绿体全基因组结构简述 |
| 1.3.3 叶绿体全基因组相关研究应用 |
| 1.4 青檀及其研究进展概况 |
| 1.4.1 青檀物种简介 |
| 1.4.2 青檀生理生态学研究进展 |
| 1.4.3 青檀的遗传结构和多样性研究进展 |
| 1.5 研究目的、内容及意义 |
| 第二章 青檀野外群落调查与采样 |
| 2.1 野外调查和采样方法 |
| 2.2 野外种群及生境调查 |
| 第三章 青檀转录组和叶绿体基因组测序以及EST-SSR位点开发分析 |
| 3.1 青檀的转录组测序 |
| 3.2 青檀基因组DNA的提取 |
| 3.3 青檀多态性EST-SSR的开发 |
| 3.4 基于EST-SSR的青檀5 个自然种群的遗传多样性和遗传结构分析 |
| 3.5 青檀叶绿体全基因组的组装和注释 |
| 第四章 青檀种群的EST-SSR遗传多样性、遗传结构及叶绿体全基因组分析 |
| 4.1 青檀EST-SSR位点搜索、引物多态性及通用性结果 |
| 4.2 青檀5 个野生种群的遗传多样性分析结果 |
| 4.3 青檀的叶绿体全基因组分析 |
| 第五章 讨论 |
| 5.1 基于青檀转录组资源的EST-SSR位点的开发及分析 |
| 5.2 青檀叶绿体基因组的结构分析 |
| 5.3 青檀种群遗传多样性水平与保护策略 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 硕士期间论文发表情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 前言 |
| 1.课题的提出 |
| 2.前人研究进展 |
| 2.1 模式植物的开发与应用研究进展 |
| 2.1.1 模式植物拟南芥开发与应用历史 |
| 2.1.2 水稻、番茄和杨树模式材料的开发与应用 |
| 2.1.3 前人在柑橘基因功能研究中使用的实验材料与研究进展 |
| 2.1.4 山金柑的生物学特点及其开发和应用进展 |
| 2.2 果树植物全基因组测序研究进展 |
| 2.2.1 温带果树 |
| 2.2.2 亚热带果树 |
| 2.2.3 热带果树 |
| 2.3 真柑橘果树系统发育与金柑属起源研究进展 |
| 2.3.1 真柑橘果树分类与系统发育研究进展 |
| 2.3.2 中国柑橘种质资源研究进展 |
| 2.3.3 金柑的栽培与传播历史 |
| 3.本研究的目的与内容 |
| 3.1 研究目的 |
| 3.2 研究内容 |
| 第二章 单胚山金柑纯系和杂交群体的构建及栽培评价 |
| 1.引言 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 单胚山金柑纯系的构建 |
| 2.2 单胚山金柑农艺性状评价指标 |
| 2.3 单胚山金柑×滑皮金柑F1群体和F2群体的构建 |
| 2.4 DNA提取、分子标记初步估计纯合度与杂种鉴定 |
| 2.5 山金柑基因组特点检测 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 单胚山金柑纯系的构建 |
| 3.2 单胚山金柑农艺性状评价 |
| 3.3 单胚山金柑自交优系的选择 |
| 3.4 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F1的构建与表型的初步调查 |
| 3.5 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F2的繁育 |
| 4.讨论 |
| 4.1 山金柑纯系材料的进一步科学利用 |
| 4.2 “模式柑橘”“模式栽培”的继续探索 |
| 4.3 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F1、F2群体的未来应用 |
| 第三章 山金柑全基因组测序 |
| 1.引言 |
| 2.材料和方法 |
| 2.1 植物材料与核酸提取方法 |
| 2.2 基因组测序与组装流程 |
| 2.3 基因组与转录组分析方法 |
| 2.4 山金柑成花基因表达分析、SPL基因家族分析和实时定量荧光PCR实验方法 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 山金柑基因组测序 |
| 3.1.1 基因组测序和组装 |
| 3.1.2 基因组注释 |
| 3.1.3 基因组共线性分析 |
| 3.1.4 同源基因分析 |
| 3.1.5 系统发育分析 |
| 3.2 山金柑生活史转录组测序与基因共表达网络分析 |
| 3.2.1 山金柑生活史转录组测序 |
| 3.2.2 山金柑生活史基因共表达模式分析 |
| 3.2.3 山金柑成花机理比较转录组分析 |
| 3.3 山金柑SPL基因家族分析 |
| 3.3.1 山金柑SPL基因鉴定 |
| 3.3.2 山金柑SPL基因系统发育分析 |
| 3.3.3 山金柑SPL基因表达模式分析 |
| 4.讨论 |
| 4.1 山金柑基因组的进一步优化 |
| 4.2 山金柑在柑橘植物树体发育研究中的未来应用 |
| 4.3 山金柑作为柑橘生殖发育研究的模式材料及山金柑早花机理的进一步深入研究 |
| 第四章 金柑属植物系统发育研究 |
| 1.引言 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 植物材料与DNA提取方法 |
| 2.2 核SSR分子标记实验与分析方法 |
| 2.3 叶绿体序列测序实验与分析方法 |
| 2.4 重测序数据分析方法 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 基于核SSR的金柑属植物遗传评价 |
| 3.1.1 基于核SSR数据的遗传多样性分析 |
| 3.1.2 基于核SSR数据的主坐标分析 |
| 3.1.3 基于核SSR数据的系统发育分析 |
| 3.1.4 基于核SSR数据的群体结构分析 |
| 3.2 基于叶绿体序列的金柑属植物遗传多样性与系统发育分析 |
| 3.2.1 基于叶绿体序列的遗传多样性分析 |
| 3.2.2 基于叶绿体序列的系统发育分析 |
| 3.3 基于全基因组SNP的栽培金柑与山金柑群体遗传学分析 |
| 3.3.1 栽培金柑与野生山金柑系统发育与主成分分析 |
| 3.3.2 栽培金柑与野生山金柑群体结构分析 |
| 3.3.3 栽培金柑种群与野生山金柑种群基因组遗传多样性分析 |
| 3.3.4 栽培金柑种群与野生山金柑种群遗传分化分析 |
| 3.3.5 栽培金柑种群与野生山金柑种群连锁不平衡分析 |
| 3.3.6 栽培金柑种群与野生山金柑种群基因组高分化区检测 |
| 3.3.7 栽培金柑种群与野生山金柑种群动态分析 |
| 3.3.8 基于本研究结果和前人报道的栽培金柑起源假说 |
| 4.讨论 |
| 4.1 栽培金柑种质资源收集和评价的思考 |
| 4.2 金柑属植物的分类、系统发育与起源争议问题的新观点 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ:附表 |
| 附录Ⅱ:附图 |
| 附录Ⅲ:补充数据 |
| 附录Ⅳ:科研产出 |
| 致谢 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 前言 |
| 第一章 研究背景与意义 |
| 1.1 樱属种质资与分类学研究进展 |
| 1.1.1 国内外樱属种质资源简介 |
| 1.1.2 樱属分类观点的发展与挑战 |
| 1.2 尾叶樱桃种质资源研究进展 |
| 1.2.1 尾叶樱桃的资源概况与分布格局 |
| 1.2.2 尾叶樱桃的人工繁育技术 |
| 1.2.3 尾叶樱桃的其它综合利用价值 |
| 1.3 应用分子标记技术的樱属植物研究进展 |
| 1.3.1 樱属指纹图谱构建与遗传多样性评估 |
| 1.3.2 樱属亲缘关系、系统进化与分类研究 |
| 1.3.3 小结与讨论 |
| 1.4 亲缘地理学的研究概述 |
| 1.4.1 亲缘地理学的概念 |
| 1.4.2 相关理论、标记手段与研究方法 |
| 1.4.3 亲缘地理学在我国森林植物中的研究进展 |
| 1.4.4 樱属亲缘地理学的研究进展 |
| 1.5 植物表型变异研究进展 |
| 1.6 生态位模型研究进展 |
| 1.7 本研究的科学问题及解决思路 |
| 1.7.1 尾叶樱桃研究存在的问题 |
| 1.7.2 研究目的和意义 |
| 1.7.3 技术路线示意图 |
| 第二章 基于标本与文献考证的尾叶樱桃分类学研究 |
| 2.1 尾叶樱桃分类史回顾 |
| 2.1.1 国外分类简史 |
| 2.1.2 模式标本海外分布 |
| 2.1.3 国内分类简史 |
| 2.2 分类学处理 |
| 2.2.1 尾叶樱桃后选模式标本指定 |
| 2.2.2 叶樱桃种系的分种检索表 |
| 第三章 基于叶绿体DNA序列的尾叶樱桃系统发育研究 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 材料来源与获取 |
| 3.1.2 基因组总DNA的提取与PCR扩增 |
| 3.1.3 序列处理分析 |
| 3.1.4 叶绿体RNA二级结构预测与自由能估算 |
| 3.2 研究结果 |
| 3.2.1 PCR结果与序列特征 |
| 3.2.2 单倍型分布与中介邻接网络图 |
| 3.2.3 系统发育关系的比较和分析 |
| 3.2.4 同源序列RNA二级结构模型预测与比较 |
| 第四章 基于叶表型性状的尾叶樱桃8个种群变异研究 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 气象和地理资料收集 |
| 4.1.2 材料来源与样品处理 |
| 4.1.3 叶表型性状的选取与测量 |
| 4.1.4 数据统计分析方法 |
| 4.2 研究结果 |
| 4.2.1 叶表型性状变异特征 |
| 4.2.2 叶表型变异来源及种群间性状分化 |
| 4.2.3 叶表型性状的主成分分析 |
| 4.2.4 叶表型性状与地理、气候因子间的相关性 |
| 4.2.5 基于叶表型性状和地理气候因子的主坐标分析与聚类分析 |
| 第五章 基于核DNA序列的尾叶樱桃亲缘地理学研究 |
| 5.1 材料和方法 |
| 5.1.1 材料来源与获取 |
| 5.1.2 试剂与仪器 |
| 5.1.3 实验方法 |
| 5.1.4 数据处理与分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 基于nrITS序列变异的种群遗传多样性分析 |
| 5.2.2 核糖体分型网状分支与系统发育重建(Network和 N-J树分析) |
| 5.2.3 基因流与分子变异的空间格局分析(Heatmap、SAMOVA与空间差值分析) |
| 5.2.4 种群分化与地理隔离分析(AMOVA、Mental和 Barrier分析) |
| 5.2.5 种群历史动态检测(MDS和 Neutrality test分析) |
| 5.2.6 物种分歧时间估算(BEAST分析) |
| 5.2.7 古今气候重建与比较(Max Ent分析) |
| 5.2.8 祖先分布区重建(RASP分析) |
| 第六章 基于生态位模型的尾叶樱桃现代地理分布模拟 |
| 6.1 材料和方法 |
| 6.1.1 分布数据获取及地图绘制 |
| 6.1.2 气候数据来源 |
| 6.1.3 地图资料来源 |
| 6.1.4 模型操作与精度检验 |
| 6.1.5 主导气候因子筛选和处理 |
| 6.2 研究结果 |
| 6.2.1 模型运行的评价 |
| 6.2.2 尾叶樱桃当代潜在分布区的模拟 |
| 6.2.3 主导气候因子的筛选以及适宜分布范围 |
| 6.2.4 最大限制因子的分析及其环境解释 |
| 6.2.5 亚热带其它物种的生态位需求比较 |
| 第七章 分析与讨论 |
| 7.1 尾叶樱桃种系的分类地位与相关异名的处理 |
| 7.1.1 长柱尾叶樱桃的种下分类地位 |
| 7.1.2 磐安樱桃与浙闽樱桃的分类地位 |
| 7.1.3 短筒樱桃的分类地位 |
| 7.2 尾叶樱桃叶表型的地理变异分析 |
| 7.2.1 尾叶樱桃叶表型变异的多样性 |
| 7.2.2 尾叶樱桃叶表型变异的来源与分化程度 |
| 7.2.3 尾叶樱桃叶表型性状对地理、气候因子的响应 |
| 7.2.4 尾叶樱桃叶表型性状变异的适应性机制 |
| 7.3 尾叶樱桃种群遗传多样性与遗传结构分化 |
| 7.4 尾叶樱桃冰期避难所及谱系时空演化的模式推论 |
| 7.5 尾叶樱桃潜在分布的生态适应性机制 |
| 7.5.1 模型评估与解释 |
| 7.5.2 分布格局的气候评估 |
| 7.5.3 我国亚热带植物生态位可塑性 |
| 7.6 尾叶樱桃种质资源保护与开发利用策略的指定 |
| 第八章 结论及展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 未来展望 |
| 8.2.1 选用新型的标记手段和数据处理方法 |
| 8.2.2 采用多维生态位定量分析 |
| 8.2.3 继续开展樱属核心种质资源的搜集与研究 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与科研成果 |
| 参考文献 |
| 附件1 广义李属下的樱属及其近缘属间的系统发育关系 |
| 附件2 供尾叶樱桃预实验的DNA条码筛选与PCR体系 |
| 附件3 尾叶樱桃种群间的基因流与遗传分化 |
| 附件4 尾叶樱桃地理分布的气候评价指标 |
| 附件5 尾叶樱桃野生种群生境现状 |
| 附件6 尾叶樱桃采集的标本部分扫描 |
| 附件7 个人简介 |
| 附件8 导师简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 国内外研究现状 |
| 1.2 研究目标和主要研究内容 |
| 1.2.1 研究目标 |
| 1.2.2 主要研究内容 |
| 1.3 研究技术路线 |
| 1.4 项目来源与经费支持 |
| 2 寄生蜂嗅觉感器的扫描电镜观察 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 供试昆虫 |
| 2.1.2 扫描电子显微镜 |
| 2.1.3 感器名称术语 |
| 2.1.4 数据分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 烟蚜茧蜂成虫虫体嗅觉感器 |
| 2.2.2 宽缘金小蜂成虫虫体嗅觉感器 |
| 2.2.3 松毛虫寄生蜂与其他寄生蜂嗅觉感受器的比较 |
| 2.3 小结与讨论 |
| 3 三种松毛虫性信息素受体功能研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 体外功能验证 |
| 3.1.2 体内功能验证 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 马尾松毛虫候选PR基因克隆及系统发育分析 |
| 3.2.2 马尾松毛虫候选PR基因功能研究 |
| 3.2.3 近缘种松毛虫候选PR基因克隆与功能研究 |
| 3.3 小结与讨论 |
| 3.3.1 马尾松毛虫性信息素受体功能研究 |
| 3.3.2 近缘种松毛虫性信息素受体功能研究 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 全文结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 英文缩略词表 |
| 前言 |
| 第一章 多花黄精叶绿体基因组分析 |
| 1 实验材料 |
| 1.1 仪器与试剂 |
| 1.2 材料 |
| 2 方法 |
| 2.1 多花黄精总DNA的提取 |
| 2.2 测序与序列数据优化 |
| 2.3 基因组组装与注释 |
| 2.4 重复序列检测与圈图构建 |
| 3 结果 |
| 3.1 总DNA的提取结果 |
| 3.2 测序结果 |
| 3.3 基因组注释与重复序列分析 |
| 3.4 基因组圈图分析与分类 |
| 4 讨论 |
| 第二章 多花黄精的分子鉴别 |
| 1 实验材料 |
| 1.1 仪器 |
| 1.2 试剂 |
| 1.3 材料 |
| 2 方法与结果 |
| 2.1 DNA的提取方法 |
| 2.2 琼脂糖凝胶电泳检测 |
| 2.3 序列及引物的筛选 |
| 2.4 PCR扩增 |
| 3 讨论 |
| 3.1 DNA的提取 |
| 3.2 实验中存在的问题与应对措施 |
| 第三章 多花黄精的转录组学研究 |
| 1 材料和试剂 |
| 1.1 材料 |
| 1.2 试剂与仪器 |
| 2 方法 |
| 2.1 多花黄精总RNA提取及测序 |
| 2.2 转录组数据分析 |
| 2.3 实时定量PCR(qPCR)检测基因表达 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 转录组测序与注释 |
| 3.2 差异基因表达分析 |
| 3.3 生物合成路径解析 |
| 3.3.1 多花黄精多糖生物合成 |
| 3.3.2 多花黄精薯蓣皂苷生物合成 |
| 3.4 qPCR验证代谢基因的差异表达 |
| 4 讨论与结论 |
| 第四章 多花黄精PcUER1的基因克隆与生物信息学分析 |
| 1 实验材料与设备 |
| 1.1 材料 |
| 1.2 实验设备与试剂 |
| 2 方法 |
| 2.1 总RNA提取及cDNA的合成 |
| 2.2 引物设计及PcUER1的序列信息确认 |
| 2.3 PCR目的条带的回收 |
| 2.4 连接反应 |
| 2.5 大肠杆菌DH5α感受态细胞的转化及阳性单板筛选 |
| 2.6 重组子的鉴定与测序 |
| 2.7 生物信息学分析 |
| 2.8 质粒PcUER1的载体构建 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 PcUER1序列的克隆和分析 |
| 3.2 PcUER1核酸序列分析 |
| 3.3 PcUER1蛋白三维结构预测 |
| 3.4 PcUER1系统发生树构建 |
| 4 讨论 |
| 全文小结 |
| 参考文献 |
| 综述 多花黄精的研究进展 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 参与项目 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 植物DNA条形码的概况 |
| 1.1.1 DNA条形码的概念及其优势 |
| 1.1.2 DNA条形码的分析方法 |
| 1.1.3 植物DNA条形码的发展历程 |
| 1.1.4 植物DNA条形码的应用前景 |
| 1.2 叶绿体基因组的研究进展 |
| 1.2.1 叶绿体的起源 |
| 1.2.2 叶绿体基因组的基本结构及特征 |
| 1.2.3 叶绿体基因组的应用 |
| 1.3 RAD-seq技术的研究进展 |
| 1.3.1 RAD-seq技术的原理及流程 |
| 1.3.2 RAD-seq技术的发展 |
| 1.3.3 RAD-seq技术的应用 |
| 1.4 ARMS-qPCR技术及其应用 |
| 1.4.1 ARMS技术的概述 |
| 1.4.2 荧光定量PCR技术及其原理 |
| 1.4.3 ARMS-q PCR技术的应用 |
| 1.5 石斛属植物的研究概述 |
| 1.5.1 石斛属植物的简介 |
| 1.5.2 石斛属植物的鉴定研究 |
| 1.6 目的与意义 |
| 第2章 石斛属叶绿体基因组突变动力机制研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 植物材料 |
| 2.2.2 DNA提取与检测 |
| 2.2.3 叶绿体基因组测序、拼接、验证及注释 |
| 2.2.4 叶绿体基因组序列比对及分歧变量的估算 |
| 2.2.5 Indels侧翼序列的提取 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 叶绿体基因组的基本结构特征 |
| 2.3.2 叶绿体基因组IR/SC节点处的比较 |
| 2.3.3 叶绿体基因组中SNPs,indels,repeats,GC含量之间的相关性分析 |
| 2.3.4 SNP density与distance to indels之间的关系分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 石斛属叶绿体基因组IR的收缩与扩张 |
| 2.4.2 SNPs和 indels共发生现象的潜在机制 |
| 2.4.3 GC含量可用于预测序列的变异水平 |
| 2.5 结论 |
| 第3章 基于叶绿体基因组大单拷贝(LSC)区精准鉴别枫斗类石斛基源研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 植物材料 |
| 3.2.2 DNA提取与检测 |
| 3.2.3 序列获取 |
| 3.2.4 序列比对及过滤 |
| 3.2.5 物种鉴定分析 |
| 3.2.6 叶绿体基因组中SSR(simple sequence repeat)分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 基于不同过滤策略的序列信息统计 |
| 3.3.2 枫斗类石斛基源的鉴定分析 |
| 3.3.3 叶绿体SSR(cp SSR)热点区的筛选 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 不同的序列过滤策略对物种鉴定的影响 |
| 3.4.2 LSC区被推荐用于枫斗类石斛基源的精准鉴定 |
| 3.4.3 cpSSR热点区可为石斛属开发遗传标记提供资源 |
| 3.5 结论 |
| 第4章 基于ARMS-qPCR技术的铁皮石斛及其枫斗药材鉴定研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 植物材料 |
| 4.2.2 A组新鲜材料的DNA提取与检测 |
| 4.2.3 B组枫斗产品的DNA提取与检测 |
| 4.2.4 序列分析及铁皮石斛特异性核苷酸位点的鉴别 |
| 4.2.5 ARMS特异性引物的设计及筛选 |
| 4.2.6 预扩增通用引物的设计及枫斗DNA的预扩增 |
| 4.2.7 荧光定量PCR扩增及Ct值分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 铁皮石斛特异性核苷酸位点的鉴别及ARMS特异性引物的设计 |
| 4.3.2 ARMS特异性引物的筛选及条件优化 |
| 4.3.3 荧光定量PCR扩增结果分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 ARMS特异性引物设计的基本原则 |
| 4.4.2 荧光定量PCR技术的应用与优势 |
| 4.4.3 ARMS-qPCR技术可用于铁皮石斛及其枫斗药材的鉴定 |
| 4.5 结论 |
| 第5章 基于RAD-seq及叶绿体基因组的霍山石斛居群鉴别研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 材料收集与DNA提取、检测 |
| 5.2.2 RAD-seq文库构建与测序 |
| 5.2.3 原始数据的质检与过滤 |
| 5.2.4 SNP位点检测及筛选 |
| 5.2.5 基于RAD-seq技术开发的SNP标记的居群鉴别分析 |
| 5.2.6 叶绿体基因组的种内高变区筛选 |
| 5.2.7 基于种内高变区及叶绿体全基因组的居群鉴别分析 |
| 5.2.8 叶绿体基因组的种内多态性SSR分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 RAD-seq原始数据质控及SNP位点检测 |
| 5.3.2 霍山石斛居群鉴别分析 |
| 5.3.3 种内多态性cpSSR的鉴别与引物设计 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 霍山石斛叶绿体基因组在种内变异水平低 |
| 5.4.2 RAD-seq技术可为霍山石斛道地产区的溯源提供充足的SNP标记 |
| 5.5 结论 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
| 1 结果与分析 |
| 1.1 ISSR-PCR正交设计实验分析 |
| 1.2 退火温度的筛选和扩增 |
| 1.3 遗传相似性系数分析 |
| 1.4 聚类分析 |
| 2 讨论 |
| 3 材料与方法 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 基因组DNA的提取 |
| 3.3 ISSR-PCR扩增反应体系 |
| 3.4 ISSR-PCR正交实验设计 |
| 3.5 ISSR引物的筛选及退火温度的优化 |
| 3.6 ISSR扩增 |
| 3.7 数据的统计与分析 |
| 作者贡献 |
