王瀚增[1]（2021）在《大青杨PuMYB40调控低磷诱导不定根发生的分子机制》文中研究表明根系是植物吸收磷元素的重要器官,植物根系在低磷胁迫下会通过改变其构型等方式以应对低磷胁迫。在林木中,低磷信号调控不定根发生的分子机制尚不清楚。因此,阐明林木根系响应低磷信号的分子机制具有重要理论意义和应用价值。（1）大青杨组培茎段在正常磷（200 μM KH2PO4）WPM固体培养基中预培养5天（不定根原基出现）,将茎段移至低磷（10 μM KH2PO4）WPM液体培养基培养后发现,低磷胁迫下大青杨不定根数要明显多于正常磷生长条件下的不定根数。（2）将在正常磷条件预培养5天的大青杨组培茎段低磷处理12 h,取茎基部不定根发生部位进行石蜡切片,结果发现,与正常磷处理的茎段相比,低磷胁迫的茎段产生更多的不定根原基并且出现新生的不定根原基。（3）根据前期大青杨低磷胁迫不定根表型观察结果,将正常磷条件预培养5天的大青杨组培茎段移至低磷培养基中培养。随后选择5个时间点（2 h、4 h、8 h、12 h和24 h）,取不定根原基进行转录组测序。各时间点正常磷条件下的不定根原基作为对照。转录组5个时间点共获得了 1706个差异基因,其中817个基因上调表达,889个基因下调表达。GO 富集结果表明,分子功能中“DNA-binding transcription factor activity（GO:0003700）”富集的差异基因最多;在生物进程中“response to stimulus（GO:0050896）”富集的差异基因最多。（4）根据低磷转录组差异基因GO注释共筛选出29个与根系发育、低磷胁迫响应以及生长素相关的差异基因,构建了大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络,筛选出位于基因调控网络高层的PuMYB40,可能参与短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生进程。（5）同源性分析表明PuMYB40属于典型的R2R3型MYB转录因子。转录激活实验证实PuMYB40具有转录激活活性且激活区位于C端（109-282 aa）。（6）PuMYB40在短期低磷胁迫大青杨不定根发生进程中显着上调表达。通过构建PuMYB40的表达载体并稳定遗传转化大青杨,共获得了 19个PuMYB40过表达株系（PuMYB40-OE）和16个抑制表达株系（PuMYB40-SRDX）。在正常磷组培条件下,与野生型（WT）相比,PuMYB40-OE株系不定根数量显着增加,且生根时间提前。而PuMYB40-SRDX株系不定根数量明显减少,且出现生根延迟的现象。低磷胁迫下PuMYB40-SRDX株系不定根数和根系生物量低磷胁迫前后均没有显着性变化,说明PuMYB40可能参与短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生过程。（7）我们构建的大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络中,PuLRP1和PuERF003都是PuMYB40和PuWRKY75的下游基因。RT-qPCR实验发现,与WT相比较,PuMYB40和PuWRKY75过表达株系中PuLRP1和PuERF003均显着上调表达,而PuMYB40和PuWRKY75抑制表达株系中PuLRP1和PuERF003均显着下调表达。进一步酵母单杂交、ChIP-qPCR和EMSA实验结果表明,PuLRP1和PuERF003都是PuMYB40和PuWRKY75直接调控的靶基因。双萤光素酶实验进一步验证了这一直接调控关系并且验证出PuMYB40与PuWRKY75互作形成的二聚体促进PuLRP1和PuERF003的转录。（8）与WT相比较,PuLRP1以及PuERF003过表达株系的不定根数显着增加,而PuLRP1以及PuERF003抑制表达株系的不定根数明显减少。PuLRP1和PuERF003抑制表达株系受低磷胁迫前后的不定根数量和根系生物量没有发生显着变化。（9）PuWRKY75属于WRKYⅡc亚族基因,在我们构建的基因调控网络中,位于高层且干涉频率仅次于PuMYB40。PuWRKY75在短期低磷胁迫促进不定根发生进程中显着上调表达。通过酵母双杂交、双分子荧光互补实验和免疫共沉淀实验表明,PuWRKY75与PuMYB40互作并且互作域分别位于PuMYB40的C端（109-252 aa）和PuWRKY75的N端（1-100aa）。与WT相比,PuWRKY75-OE株系不定根数量显着增加,抑制表达株系呈现出相反的表型。此外,PuWRKY75-SRDX株系受低磷胁迫前后的不定根数量和根系生物量没有显着性变化。本研究的实施与完成可以为杨树生根能力提高的遗传改良提供重要的理论基础和基因资源。
魏明[2]（2021）在《大青杨PuHox52响应低氮胁迫的分子机制》文中进行了进一步梳理氮素营养对于植物的生长发育至关重要,植物主要通过根系吸收土壤中的氮素营养。贫瘠的土壤环境是影响林木产量的重要因素之一,因此了解林木适应低氮环境的分子机制,培育具有低氮抗性的新品种对于林业的发展具有重要的意义。已有大量的研究表明HD-ZIP蛋白家族在非生物胁迫和激素响应方面具有重要的调控作用,但HD-ZIP家族基因在低氮环境下的抗性机制鲜有报道。本研究以大青杨为研究对象,开展了 HD-Zip家族I亚族中γ分支转录因子PuHox52在根部响应低氮环境的分子机制研究。（1）实时荧光定量PCR表明,PuHox52基因在大青杨根部被低氮胁迫显着诱导,对PuHox52基因启动子驱动GUS的转基因大青杨进行组织化学染色发现,在正常生长条件下,PuHox52pro::GUS株系只在叶片中被染色,根部不被染色,在低氮胁迫后,PuHox52pro::GUS株系除了在叶片中被染色,在根部也被染色,并特异的在幼嫩侧根部位被染色。结果表明,PuHox52基因受低氮胁迫诱导,同时特异的在根中表达。（2）分别对野生型大青杨（WT）、PuHox52过表达（PuHox52-OE）和抑制表达（PuHox52-RNAi）大青杨转基因组培苗进行低氮胁迫。低氮胁迫3周后,与WT相比,PuHox52-OE株系的根部更加发达,根部生物量显着增加,增加幅度为63-70%,同时表现出主根伸长（增加25-31%）,侧根长度和密度均增加（分别增加55-58%和28-30%）,而PuHox52-RNAi株系与WT相比根部生物量下调42-48%,主根长度下降18%-19%、侧根长度和侧根密度均显着降低,分别降低36-38%和10-12%;对WT和PuHox52各转基因株系水培苗进行长期低氮胁迫60 d发现,与WT相比,过表达PuHox52株系根部发达,生物量增加25-27%,同时根部吸收NO3-的能力增强（增加22-24%）,而PuHox52-RNAi株系根部生物量与WT相比减少22-23%,吸收NO3-的能力减弱（降低18-20%）。这些结果表明,低氮胁迫后,PuHox52转录因子能够通过促进侧根的生长,提高根部对NO3-的吸收能力来抵御低氮环境。（3）对正常生长条件和低氮胁迫3周的WT和PuHox52-OE株系的叶片和根进行转录组测序,获得低氮胁迫后PuHox52-OE株系和WT在根中的差异表达基因（DEGs）3452个,其中在PuHox52-OE株系中,1914个基因上调表达,1538个基因下调表达。对这3452个DEGs进行注释分析,发现许多DEGs中显着富集的GO terms都和氮相关,包括氮利用途径,硝态氮响应、转运和合成途径,固氮作用和谷氨酰胺合成过程等,同时还发现磷酸盐响应转运相关的GO terms也显着富集。（4）为了找到PuHox52在响应低氮胁迫时直接结合的靶基因,利用酵母单杂交（Y1H）实验对PuHox52和11个氮转运途径相关的候选靶基因（PuNRT1.1、PuNRT3.1A、PuNRT3.1B、PuCLC-b、PuNIA2、PuNIR1、PuIRT、PuOCT3、PuNLP1、PuLOB37和PuGOGAT）进行验证,发现PuHox52只结合在PuNRT1.1基因的启动子区;进一步染色质免疫共沉淀（ChIP）实验,ChIP-PCR和ChIP-qPCR结果表明,PuHox52在PuNRT1.1基因的启动子区TAATTA元件附近显着富集;凝胶迁移阻滞（EMSA）实验结果表明PuHox52能够与PuNR T1.1基因启动子区TAATTA元件的特异性结合,从而直接调控PuNRT1.1表达。（5）对大青杨PuNRT1.1基因序列进行生物信息学分析,发现PuNRT1.1属于跨膜蛋白;瞬时转化原生质体实验结果表明PuNRT1.1在细胞水平上定位于液泡膜上;分别获得了 14个PuNRT1.1过表达（PuNRT1.1-OE）和10个抑制表达（PuNRT1.1-RNAi）大青杨转基因株系,对WT、PuNRT1.1-OE和PuNRT1.1-RNAi株系在正常生长条件和低氮胁迫下进行了表型分析,结果表明,过表达PuNRT1.1能够改善大青杨在低氮胁迫下的耐受性,主要表现在促进大青杨根部的生长,与WT相比根部生物量增加幅度在76.7-78.1%,同时主根与WT相比伸长12.8-12.9%,侧根长度和侧根密度显着增加,增加幅度分别为82-100%和23.9-27.4%;而PuNRT1.1-RNAi株系在低氮胁迫下与WT相比根部生物量显着下降,下降幅度为15.5-19.5%,侧根长度和侧根密度也显着降低,对低氮环境较为敏感。（6）荧光实时定量PCR检测结果发现PuHDA9在不定根发育过程和低氮胁迫前后PuHox52-OE株系根部与WT相比均显着下调。构建了 PuHDA9抑制表达载体,利用叶盘法进行大青杨遗传转化,共获得12个PuHDA9抑制表达（PuHDA9-RNAi）株系。在正常生长条件下,抑制表达PuHDA9能够促进不定根的发育,与WT相比,PuHDA9-RNAi株系的不定根数量显着增加,增加幅度在35%-38%。通过Y1H、ChIP和EMSA实验证明PuHox52能够结合PuHDA9基因的启动子区。利用H3K9ac抗体进行ChIP-seq实验,结果表明PuHox52通过抑制PuHDA9的表达,增强了 3个PuHox52直接调控的根发育相关调节因子（PuWRKY51、PuLBD21和PuIA47）TSS附近区域和编码区的H3K9乙酰化修饰水平,导致这3个关键调节因子的表达水平显着提高,从而间接增强了 PuHox52介导的不定根发育调控。随后分别对WT和PuHDA9-RNAi株系进行低氮胁迫的表型分析,发现抑制表达PuHDA9能够改善大青杨在低氮胁迫下的耐受性,在低氮胁迫下PuHDA9-RNAi株系促进大青杨根部的生长,根部生物量比WT增加83-85%。PuHDA9基因在低氮环境中的抗性可能与受PuHox52负调控,从而通过H3K9ac修饰影响根发育相关基因有关。综上所述,在低氮胁迫下,PuHox52通过调控PuNR T1.1等氮转运相关基因的表达,正向调控根的生长,提高根系对NO3-的吸收能力,从而提高大青杨在低氮胁迫下的耐受力。另一方面,PuHox52负调控PuHDA9改变基因组H3K9乙酰化修饰水平,提高根发育基因的表达促进根系的生长发育,从而改善大青杨对低氮环境下的耐受性。本研究为阐明杨树根系适应氮素匮乏土壤环境的分子机制提供了新的思路,同时为培育低氮胁迫抗性林木新品种提供了宝贵的基因资源和理论基础。
孙彦强[3]（2020）在《云南松遗传变异格局及适应性分化的遗传基础研究》文中研究表明适应性分化在森林树种中是普遍存在的。不同环境间分化的选择压力是导致适应性分化的主要因素。揭示适应性分化的遗传基础以及遗传变异的分布格局对理解适应性的形成机制具有重要的意义,尤其是在全球气候快速变化的背景下,这类研究对林木遗传育种、森林资源管理以及预测长世代树种抵抗自然环境变化的潜力是至关重要的。云南松（Pinus yunnanensis）是中国西南地区的优势树种,在海拔700到3000米之间呈现连续的分布,具有重要的生态和经济价值。然而,目前对于云南松遗传变异的分布格局以及适应性分化的遗传基础还缺乏深入的研究。本研究基于同质园实验和转录组测序,利用群体遗传学和基因表达分析,对云南松群体间的适应性分化、遗传变异的空间分布格局、高海拔适应性相关的遗传变异、适应性分化的基因表达基础、适应性分化的多基因遗传基础、以及基因表达变异与遗传变异的关系进行了研究。主要研究结果如下:（1）在相同环境下云南松群体间存在显着的适应性表型分化。在低海拔同质园实验中,7个群体的存活率都比较高,没有显着的差异,并且在不同年份间非常稳定,而苗高在群体间显示出显着的差异。相比之下,在高海拔实验点,所有群体都发生了严重的死亡。（2）云南松在大部分区域呈现连续的遗传分化,而在西南边缘群体具有特殊的遗传组成。基于103,608个单碱基多态性位点（SNPs）,主成分分析和群体遗传结构分析表明西南边缘的保山（BS）群体单独构成了一个群体组,而其它所有群体构成了另一个群体组。后者在云南松的大部分分布区中显示出连续的遗传分化。（3）类黄酮生物合成通路可能有助于云南松对高海拔环境的适应性。本研究实现了利用随机化过程降低离异SNPs位点中的假阳性的算法,在高海拔存活群体和低海拔实验点中的遗传背景相同群体间确定了321个离异SNPs。包含离异SNPs的131个基因的功能分析表明与高海拔适应性相关的功能分类主要是与类黄酮生物合成、DNA修复、响应紫外线、响应活性氧,以及膜脂代谢过程相关的。并且,类黄酮生物合成通路在这些基因中是显着富集的。（4）云南松显示出群体水平的基因表达分化,这可能主要是由群体来源地环境形成的,这种分化可能促进了群体间表型性状变异。基于在相同环境下生长的7个云南松群体的49个样本的基因表达信息,基因共表达网络分析构建了30个共表达模块。其中有9个模块与温度相关的环境变量显着相关,有8个模块表明与水分可利用性显着相关,另外还有1个模块与同质园实验中测量的苗高显着相关。（5）云南松群体间的分化选择对基因功能模块的作用是不同的,这会驱动功能模块中的基因产生微弱的序列分化,这些小的等位基因频率改变可能促进了云南松的适应性分化。本研究使用一种基于基因共表达网络的新方法检测了云南松适应性分化的多基因适应性信号。通过评估群体间分化选择的累积效应,发现有7个基因模块显示出多基因适应性信号,这些模块的分化水平高于99%的置换重复,即使这些模块中的单个基因仅受到微弱的选择信号。（6）云南松群体内的基因表达变异与遗传变异是一种协同的关系,而群体间的基因表达变异基本不受遗传变异和地理距离的影响。本研究发现基因表达多样性（Ed）与基因编码区的核苷酸多样性(πCDS)以及整个基因的核苷酸多样性(πgene)在所有云南松群体中都是显着正相关的,然而群体间的表达相似性（Ep similarity）与群体的遗传距离和地理距离之间都没有显着的相关性。此外,距离隔离（IBD）分析表明群体间的遗传距离与地理距离是显着正相关的。本研究基于同质园实验和转录组测序,结合群体遗传分析和基因表达分析,系统地揭示了云南松的适应性分化和遗传变异格局,解析了云南松适应性分化的基因表达变异模式和多基因遗传印记,这对理解适应性的形成机制具有重要的意义,对于云南松的种质资源利用和良种选育具有重要参考价值。
汤祎磊[4]（2020）在《模拟氮沉降下毛竹响应不同磷环境的磷素利用机理研究》文中进行了进一步梳理土壤磷环境关系着植物的生长发育,而近年来植物还面临着大气氮沉降的不断加剧,探明不同磷状况下植物对氮沉降的响应具有重要意义。本试验以毛竹（Phyllostachys edulis）实生苗为材料,氮磷分别设置三个水平[N:0（无模拟）、30（低氮）、60（高氮）Kg N·hm-1·a-1;P:2.99（低磷）、20（适磷）、40（高磷）mg·Kg（-1）],开展为期一年的盆栽受控试验。结果表明:1)缺磷使实生苗株高、地径、叶面积与总生物量等均显着减小,而根冠比显着增大1.40倍;高磷下大部分生长性状与适磷无明显差异。模拟氮沉降后,三种磷状况下多数性状均受到氮素的促进作用,且高氮响应更强;新组织受促进作用大于老组织,而模拟氮沉降加速了低磷竹苗老枝上衰老叶的凋落。2)低磷苗木的磷吸收效率（PAE）较适磷显着降低70.8%,各部分磷累积量显着减少;新生茎、叶磷再吸收率（PRE）分别显着下降60.2%、26.9%;而磷利用率（PUE）显着扩大1.34倍,磷损失率（PL）显着上升54.9%。模拟氮沉降对三种磷环境的PAE和PUE均有提高,高氮作用明显;低磷下低氮与高氮组的PL显着增加54.9%与26.3%。3)低磷刺激根系与新生叶酸性磷酸酶（APase）活性显着提高;高磷土壤APase活性则显着下降34.4%。模拟氮沉降进一步增加低磷土壤APase活性,而对新生叶APase活性起显着抑制作用。4)低磷新叶内无机磷与脂磷含量均减少显着;核酸态磷与难溶性磷无显着差异。低磷土壤Ca2-P与Al-P含量分别显着下降77.4%、60.4%;高磷下Ca2-P与Ca10-P显着上升。受模拟氮沉降影响,三种磷状况的无机磷均呈显着下降趋势;低磷组脂磷显着上升,核酸态磷下降显着;低磷组Ca2-P与Al-P较无模拟处理均显着增加。5)对低磷与低磷高氮处理的根系总RNA进行高通量测序,筛选到低磷高氮/低磷表达上调基因2766个,下调基因1483个,对上调基因功能富集得到14个基因与细胞磷饥饿调控显着相关。综合显示,短期模拟氮沉降对低磷胁迫竹苗的生长具有补偿效应。实生苗通过外部加速老枝衰老叶的凋落,提高土壤APase活性;内部提升PUE,优化磷组分分配比例,并表达上调14个根系细胞磷饥饿相关基因,最大化磷素吸收与利用。另一方面,短期氮沉降可促进高磷环境中竹苗对过剩磷素的吸收。
边黎明,张慧春[5]（2020）在《表型技术在林木育种和精确林业上的应用》文中研究说明缺乏有效的表型采集与分析能力已成为林木育种研究领域的瓶颈,其关键难点是生成准确的表型数据,以便正确解释获得的结果。在精确林业中面临的核心挑战是实现自动化、大范围、快速实时的表型性状分析。长久以来,林木遗传育种和精确林业监测要花费大量的人力收集常规表型数据,传统的表型研究方法具有效率低、维度低、通量低、精度低、劳动量大、主观性强等缺点,无法满足挖掘"基因型—表型—环境型"内在关联、揭示特定生物性状形成机制的科研需求。因此,亟需在林业上发展并应用非破坏式、自动化、高通量、高精度的表型监测技术。现代表型技术使用搭载多种类型成像传感器的系统,自动收集林木形态结构和生理生化等大量表型数据,实现对大批量林木个体的生长监测。另外,无损测量的特点使对同一林木个体进行连续监测得以实现,从而获取林木生长相关的表型性状,如在胁迫研究中,表型技术能明晰林木对胁迫的响应模式及其对胁迫的抗性。利用新型传感器技术对遗传测定群体进行准确、高通量、无损式、快速高效的表型信息采集,对于加快林木遗传改良进程、实施精确林业战略、挖掘优良种质、提高森林质量和抗逆能力至关重要。本文回顾林木表型技术的发展,介绍了基于个体和基于林分（群体）的林木表型技术的应用领域和研究内容。详细分析可见光相机、荧光成像仪、近红外成像仪、高光谱成像仪、热红外成像仪和激光雷达扫描仪等各成像传感器的测量参数、频谱范围、成像原理、优缺点,以及在林木表型信息采集上的应用现状等。林木表型技术的研究趋势为:1)构建新型采集平台获取林分和个体的关键表型性状以提高精度及通量;2)利用环境监测技术,分析林木在温度、湿度、水分、光照等非生物胁迫下的表型反应,以进行抗逆良种选育;3)利用生物胁迫下的表型变化分析推动精确林业中的病虫害监测、分类、识别和防治等;4)利用高通量表型技术与全基因组选择、数量性状位点和全基因组关联分析相结合以鉴定基因的功能,提高选择的准确性。表型技术的应用将实现快速实时、高质量、高精度、高通量的采集林木数据,从而提高育种效率,优化精确林业实践,加速林业信息化的发展进程。
郑晨飞[6]（2020）在《藏川杨异形叶全基因组关联分析》文中指出植物叶片大小、形态会因着生位置不同而产生差异,这种现象称为异形叶（Heterophylly）。目前,基于拟南芥等模式生物的分子生物学研究发现,mi R156-SPLs是异形叶发育的核心调控因子。然而,不同于拟南芥等草本植物,多年生木本植物具有生命周期长、难以获得突变体以及遗传操作复杂等特点,因此针对林木异形叶的研究更适合采用基因定位的方法。然而,目前相关学术研究开展较少。本研究为挖掘林木异形叶发育的分子机理,以藏川杨为实验材料展开讨论。藏川杨（Populus szechuanica var.tibetica）,隶属于杨柳科杨属,具有生长迅速、易于繁殖等优势,且存在明显的异形叶特征。因此本研究通过对藏川杨色季拉山脉自然群体400个个体进行高通量测序,获得分子标记后,基于几何形态学方法,利用简化吉列方程（Simplified Gielie Equation,SGE）对藏川杨一年生扦插苗不同位置的叶片形态进行拟合,共提取出6组叶片形态性状;通过引入异形叶指数（Heterophylly Index,HI）,采用幂函数描述异形叶发育过程。在功能作图框架下,对不同性状的异形发育进行全基因组关联分析。本研究主要结论如下:（1）藏川杨自然群体中400个样本高通量测序,共获得近30万高质量、高密度的高精度的单核苷酸多态（Single nucleotide polymorphism,SNP）位点,保证了关联分析的精度。（2）群体遗传结构分析结果表明,本研究使用的藏川杨自然群体可以划分为高海拔和低海拔分类群。两个分类群之间的群体分化系数FST为0.067,分子方差分析（Analysis of molecular variance,AMOVA）结果显示两个分类群之间的遗传差异仅占总遗传差异的3.64%,表明两个分类群之间没有显着的遗传分化。（3）与椭圆傅里叶方程相比,使用简化吉列方程对叶片轮廓形态的拟合效果更好,且仅需2个参数（l和n）。同时还可以获得叶长、宽、长宽比和叶面积等叶片形态数据,数据呈正态分布并具有较好的遗传力。（4）引入异形叶指数,结合幂函数拟合异形叶发育过程。通过全基因组扫描,平均检出1453（1061～2790）个阳性SNP位点与异形叶发育显着相关。通过基因注释,定位到一些重要基因,包括SPLs、AP2以及TCP等转录因子以及一些生长素、乙烯等植物激素信号通路相关的基因,为进一步开展基因功能验证实验以及叶片形态功能基因组研究奠定了基础。（5）海拔因素对不同性状异形叶发育的影响程度不同,对参数n和叶面积的影响较大。另外,海拔因素对异形叶转换时期影响显着,高海拔组样本更早进入转换期。本研究结合高通量测序技术,利用几何形态学方法,通过全基因组关联分析解析藏川杨异形叶发育的遗传机理,为后续功能基因验证工作的开展奠定了理论基础。
贾翠蓉[7]（2020）在《GBS文库限制性内切酶优化及其在巨桉气候适应性分析中的应用》文中认为全球气候变化加剧是全人类共同面临的重大挑战,而物种对气候变化的响应与适应直接影响陆地生态系统结构和功能的稳定性。生物长期以来随着生境条件不断变化而产生的适应性,对种质资源的长期保存以及育种策略的制定具有重大意义。全球变暖已经对全世界的生态系统和生物多样性产生了深远的影响,在全球气候变化加剧以及自然种群适应性机理仍尚未清晰的背景下,开展群体适应性研究已成为群体遗传学和进化生物学研究的重要内容。桉树种质资源丰富、遗传多样性较高以及较强的适应性,是开展适应性研究的理想树种。随着二代测序技术的快速发展,GBS技术以经济、简便、不依赖参考基因组等优点越来越多地应用于适应性研究,但不同物种的SNP开发效率与所选的限制酶紧密相关。本研究首先利用已有的ddGBS方案开展不同桉树的文库构建及SNP标记开发,并基于这些位点进行系统进化树构建,验证ddGBS技术在桉树中的适用性及其可靠性;然后利用巨桉（E.grandis）优化原有GBS建库限制性内切酶,并进一步应用于其他林木的GBS文库构建中;最终基于优化后的ddGBS对巨桉天然群体进行适应性分析,为深入理解桉树适应性机制提供分子依据。主要得到结论如下:（1）ddGBS技术高效发掘高质量SNP位点,可广泛用于桉树SNP开发,为桉树进化研究提供理论支持。通过对14个桉树树种进行ddGBS建库测序分析,开发高质量SNP位点,开展位点注释及核苷酸多样性分析,并且通过IQ-TREE软件采用最大似然法（ML）构建系统进化树。测序共获得30.49 Gb的数据,每个样品的平均数据量为1.09 Gb;共获得42 222个高质量SNP位点,其中14个桉树树种的特有SNP位点数为428～2 107不等,功能注释分析发现12 237个SNPs位于外显子区域。系统进化树结果显示,14个桉树树种聚类结果与Hill和Johnson的桉属双蒴盖亚属及伞房属的分类结果一致,可靠性较高。（2）本研究新酶组合ddGBS方案优化成功。在Poland等GBS方案（Msp Ⅰ-Pst Ⅰ组合酶）的基础上,筛选并优化出新的酶切组合（Msp Ⅰ-Mse Ⅰ）方案,通过对6个巨桉样品的对比试验,发现新酶组合方案在电子酶切的片段数、凝胶电泳酶切效率、SNP标记开发数以及标记在巨桉基因组上的分布密度均优于之前的方案,新酶方案在桉树中酶切效率和标记开发效率显着提高。表明了本研究ddGBS方法的优化成功,新的酶切组合将在林木群体遗传多样性、系统发育和分子标记辅助育种研究中具有广阔的应用前景。将优化后的方案应用于其他9个经济树种/药用树种:土沉香（Aquilaria sinensis）、木麻黄（Casuarina equisetifolia）、柚木（Tectona grandis）、青岗（Quercus dentata）、坡垒（Hopea hainanensis）、黑木相思（Acacia melanoxylon）、猴耳环（Archidendron clypearia）、米老排（Mytilaria laosensis）和交趾黄檀（Dalbergia cochinchinensis）构建ddGBS文库,并进行标记开发和多态性分析。结果显示:9个树种的测序数据覆盖倍数范围为0.39～9.29不等,开发标记数目为9 583～131 701,除青岗和黑木相思覆盖倍数不足0.5倍外,其它7个树种都接近1倍或以上覆盖度,猴耳环开发SNP标记数最多为62 114个（测序数据覆盖倍数约0.91倍）,表明新方案在9个树种中的适应性较好,能高效发掘高质量SNP。此外,多态性分析表明巨桉在新方案表现出更高的核苷酸多态性,对9个树种也开展了SNP多态性分析。（3）基于优化后的ddGBS体系成功应用于巨桉群体SNP开发、分型及适应性分析,挖掘了多个与降水及温度关联的适应性候选功能基因。利用优化后新方案（Msp Ⅰ-Mse Ⅰ酶组合）对16个巨桉天然群体（137株样品）开发SNP位点,并开展遗传多样性、环境适应性和选择清除分析。共发掘出高质量SNP标记87282个,样品平均数据量约为2.1 Gb。巨桉群体整体上具有较高的遗传多样性（He均值为0.191、群体平均π值为0.206以及PPL%平均为70.576%）,但遗传分化水平较低(FST平均值为0.054),且北方种源（5个）分化系数稍高于南方群体（0.064>0.046）。群体进化树分析结果显示,巨桉划分为两个群体。气候因子的Ward聚类结果也聚为南北两类,表明气候因子亦驱动了群体的分化。利用11个低相关气候环境因子的适应性分析显示:利用OA检测到390个FST异常值位点。GEA分析采取MLM、GLM和Farm CPU三个模型进行环境因子关联分析,发现GLM模型效果最优,取GEA与OA结果的交集53个位点作为适应性显着关联位点,其中有16个位点与至少2个环境因子显着关联。位于23个基因区域的53个位点经功能注释分析发现其中21个有明确功能信息,其中分别有9、7和6条基因与气温因子、降水因子和海拔显着关联。如同时与海拔和气温因子关联的位点,位于基因Eucgr.D02167（bio2/alt）和Eucgr.K03195（bio2/bio6/alt）上,注释功能分别为硝酸盐转运蛋白（NRT1.5）和蛋白激酶超家族蛋白,而植物蛋白激酶介导对高盐、干旱、低温、高温以及高渗透胁迫的应答,广泛参与植物的逆境响应过程,表明巨桉可能有适应未来气候急剧变化的潜力。本研究优化了ddGBS体系并应用于巨桉适应性研究,挖掘了巨桉群体环境适应性候选功能基因,初步解析群体适应性的遗传基础。研究结果为预测森林树种应对未来的气候变化提供依据,也为后期林木遗传改良提供坚实遗传基础。
贺快快[8]（2020）在《北京油松人工林遗传结构及其与山西自然种群比较研究》文中研究说明树木种内不同地理种群林分的适应性与正常生长具有一定的生态限制,不当的跨生态区调拨种子可导致林分稳定性与生产力降低。外来种质对引入地自然生境与栽培措施的适应性进化对其可持续利用价值有重要影响。20世纪50-80年代北京地区开展了大规模人工造林,油松（Pinus tabuliformis Carr.）是主要的造林树种之一,其种源主要来自油松中心分布区的山西省。这些油松人工林不同林分间在生长与适应性上表现出明显差异,不同种群之间的差异与种源或生境是否有关,人工林种群遗传结构如何,其与北京皇家园林的古油松种群和山西种源地种群之间存在怎样的差异和相似性,引种地是否会改变种群的遗传结构等,揭示与阐明这些问题,对认识外来种源的进化与驯化效应和北京地区油松人工林的培育与经营管理有积极意义。本研究以北京上世纪营造的8个油松人工林种群和3个皇家园林古油松种群为样本材料,利用7对多态性高且扩增稳定的核基因组EST-SSR引物标记和群体遗传软件解析了各种群的遗传结构特点与差异,并基于课题组关于山西五大山系地理种群遗传结构的研究做对比分析,研究结果显示:（1）8个北京油松人工林种群在遗传结构上均表现出偏离遗传平衡的特点,5个种群表现为杂合子过剩,3个种群杂合子不足,显示种群受适合度选择效应影响;油松人工林各种群的期望杂合度普遍大于北京古油松各种群,表现出更高的遗传多样性;油松人工林种群遗传变异主要来自于种群内,且比山西五山系种群和北京古油松种群有更高的种群间遗传变异;（2）各等位标记频率在不同类别油松种群中呈现出一定的差异,一些等位标记在北京油松人工林和古油松种群中的频率很高,而在山西五山系油松种群中频率较低,一些在北京人工林中频率较高,在古油松群体中频率则较低;（3）16个油松种群被分为3大类,其中古油松GS1,GS2和GS3位于第一大类（I类）的同一亚类,其他北京人工林（除JLS）同聚类在第一大类（Ⅰ类）,山西的五山系种群均处于第二大类（Ⅱ类）,显示了不同来源油松种群内相似性与类别间的差异性;（4）通过油松核基因组7对EST-SSR标记虽未能准确推断出与文献记载相一致的北京油松人工林种源,但可以确定不同种群之间的相对亲缘关系;引种地对种群的选择效应与人工林培育过程的驯化效应可导致种群遗传结构发生改变,利用基因编码区的EST-SSR标记做种群溯源存在具有一定的局限性。研究结果为北京地区油松人工林的评价、培育和种质种源管理提供相应信息,对其他树种的人工林溯源亦有一定参考价值。
朱小虎[9]（2019）在《新疆密叶杨群体遗传多样性及遗传结构研究》文中提出密叶杨（Populus talassica Kom.）是杨柳科（Salicaceae）杨属（Populus）树种,落叶乔木,是新疆维吾尔自治区天山河谷天然次生林生态系统中重要的建群种,具有重要的用材和生态价值。本研究在新疆密叶杨资源分布调查的基础上,以在新疆天山中西部山地河谷分布的6个群体样本为材料,采用SSR分子标记对密叶杨不同地域群体、不同年龄群体、雌雄群体以及亲子代群体间遗传多样性和群体遗传结构进行了研究,以期为密叶杨种质资源的保护、育种群体策略的制定等提供理论依据。主要研究结果如下:（1）从480对SSR引物中筛选获得23对高多态性引物。使用23对SSR引物对密叶杨群体的316个单株进行中性检测,共获得217个等位基因（Na）,其中最多为 16 个（引物 GCPM3390、GCPM4046）,最少为 2 个（引物 GCPM3264）,平均为9.435,有效等位基因数（Ne）在1.663和7.971之间,平均为3.498;23对引物均位于95%置信区间,表明所用SSR引物大部分为中性标记,基本不受外界选择因素的干扰,适用于群体遗传学分析;而从相关位点在群体的分布看,多个位点处于哈-温（Hardy-Weinberg）不平衡状态,表明密叶杨群体均受到了进化选择因子的影响。（2）应用23个引物对6个密叶杨群体进行分析结果表明,观察杂合度（Ho）平均为0.507,期望杂合度（He）平均为0.641,各位点Nei’基因多样性指数介于0.346（GCPM2364）-1.1236（GCPM672）之间,表明密叶杨各群体遗传多样性处于较高水平;6个密叶杨群体间遗传多样性存在一定的差异,其中柯蒙（KM）遗传多样性水平最高,而库车（KC）最低;6个群体的平均固定指数（F）值分别为0.120、0.181、0.116、0.110、0.130、0.163,仅有6个位点Fis<0说明密叶杨群体杂合子缺失,表现为近交群体;群体遗传分化系数（Fst）均值为0.094,表明密叶杨群体间遗传分化程度低,差异主要来群体内自个体之间,其原因可能是由于群体间存在较高水平的基因交流;MANTAL和AMOVA检测表明,密叶杨群体遗传距离与其地理距离呈正相关,89.79%的遗传变异存在于居群内个体间,10.21%的遗传变异存在于居群间;其中上游（SY）和下游（XY）相似性最高。密叶杨基因流较大的内在因素可能是由于雄花多且花粉量大,以及种子随风、水传播的缘故。（3）密叶杨群体各龄级的Shannon’s指数和Nei指数在3个龄级中以10-30a龄级遗传多样性指数最高,但总体趋势在100年间变化不大,呈现基本稳定的发展势态。各龄级间分化程度较低（Gst=0.015）,其中,31-60a和60a以上龄级段遗传相似度最高（0.939）,而遗传距离最小（0.011）;遗传相似度最低是10-30a和60a以上龄级段（0.896）,遗传距离则最大（0.067）;各个龄级段遗传分化很小,群体龄级间平均分化系数（Gst）仅为0.015;龄级内遗传变异则达到98%,源自于龄级间遗传变异只有2%。3个龄级的相邻龄级间群体遗传差异小的原因可能是因为:不同龄级个体间存在一定的亲缘关系;采集样本的区域为密叶杨的核心分布区,各龄级之间存在一定的基因交流;采集样本的区域受人为活动影响相对较小等。（4）在密叶杨群体中,雌亚居群的有效等位基因数（Na）、多态性位点数（Np）、期望杂合度（He）、私有等位基因数高于雄亚居群。雌雄亚居群的观察杂合度（Ho）都低于期望杂合度（He）,且近交系数（Fis）均为正值,表明密叶杨雌雄群体的之间存在杂合子缺失的现象。根据似然值最大的原则将6个密叶杨自然群体分为3个理论群组,各包含2个亚居群,分组结果与所在地理位置一致;此外,密叶杨雌雄亚居群间的遗传结构与性别无显着关系,雌雄居群的差异小于不同地理位置的差异。下游的雌雄群体遗传多样性明显高于中游和上游,原因在于上游密叶杨种子可顺水而流等影响,导致群体基因流水平较高所致。同一居群的雌雄亚居群迁移率（M）都大于0.8,表明基因交流水平较高。（5）密叶杨半同胞家系和所在采样居群在种群水平上遗传多样性较高（Na=10.26,Ne=4.4498,I=1.511,Ho=0.5208,He=0.6822）,且子代群体多样性各参数除了期望杂合度（He）外其他均低于亲本所在群体;分子方差分析（AMOVA）表明变异集中在群体内个体间（78.53%）。半同胞家系群体内的变异明显小于亲代群体内的变异原因在于:子代各居群样本采自同一株母本,受限于母本遗传多样性基础;子代群体父本来源受地理位置限制;亲本间的遗传距离不同等。对比3个密叶杨半同胞群体,其多样性值为1.029,最高为尼勒克（NLK=1.089）,最低库车（KC=0.988）。原因与子代群体父本数量以及亲本间的遗传距离等有关。（6）提出密叶杨种质资源保存和利用策略。首先采取就地保护的方式,保护新疆伊犁地区喀什河谷流域分布的密叶杨自然群体,为密叶杨长期遗传改良计划实施提供最完整的基本群体保障。同时也要兼顾异地保护,具体可围绕新疆密叶杨群体开展结合优树选择的基因资源收集工作,据此采用SSR分子标记构建核心种质,最大限度地保护密叶杨基因资源;进而通过优树种质资源收集圃、不同目标性状核心种质保存圃,以及优良无性系对比试验林等实现密叶杨种质资源的异地保护和利用。此外,还可以考虑以喀什河流域密叶杨天然林为核心分雌雄选择优良单株输送至合适区域造林,采用落种更新以及自然杂交等方式扩大密叶杨种群的分布数量以及地区,从栽培利用层面实现迁地保存目的。
苏江硕[10]（2019）在《菊花耐涝性遗传机制解析与候选基因挖掘》文中进行了进一步梳理菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）原产我国,为菊科菊属多年生宿根花卉,具有极高的观赏、经济和文化价值,在花卉产业中占有重要的地位。但是菊花对涝渍敏感,涝渍胁迫是制约菊花产业健康发展的要因之一。因此,培育耐涝性菊花新品种是菊花育种工作的主要目标之一。目前,菊花耐涝性的遗传机制尚不明确,缺乏可利用的优异种质（基因）资源,严重阻碍了相关工作的开展。鉴于此,本研究对具有代表性的88份菊花品种资源进行多个环境下的耐涝性鉴定,利用筛选出的稳定耐涝性差异种质,采用4×3不完全双列杂交设计（NCII）配置了 12个杂交组合,对菊花耐涝性进行了配合力分析;并通过连锁分析、全基因关联分析和混池转录组测序三种基因定位手段挖掘与菊花耐涝性紧密关联的QTLs、优异等位变异位点以及候选基因。本研究从经典数量遗传学和分子数量遗传学角度揭示了菊花耐涝性的遗传机制,获得了优异耐涝资源和育种中间材料,对菊花传统杂交育种及现代分子育种具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下:1.采用盆栽模拟淹水法对88个代表性菊花品种在三个不同环境下进行耐涝性鉴定,根据淹水后植株叶片萎蔫指数、叶色、叶形态、茎色、茎形态等外观形态得分以及死叶率计算的耐涝性隶属函数值（MFVW）对菊花耐涝性进行综合评价。结果表明,不同菊花品种耐涝性差异明显,其中切花大菊品种的耐涝性隶属函数值（MFVW;0.65）显着高于切花小菊（0.55;P<0.05）,亚洲菊花品种的MFVW（0.65）极显着高于欧洲菊花品种（0.48;P<0.01）。菊花耐涝性具有显着的基因型（G）×环境（E）互作效应。根据MFVW的大小,将供试群体分为耐涝、较耐涝、较不耐涝、不耐涝和极不耐涝五个等级,分别包含9个、31个、34个、11个和3个品种。其中,‘火焰’、‘南农雪峰’、‘QX097’、‘寒小白’、‘小丽’和‘希望之光’具有稳定的耐涝性,而‘清露’、‘蒙白’、‘绿心小菊’和‘云南采5’在各个环境下均表现为不耐涝。2.分析了菊花不完全双列杂交群体耐涝性的配合力、杂种优势及其与遗传距离的相关性。研究发现,7个耐涝性状的中亲优势和超亲分离现象普遍存在。MFVW的广义和狭义遗传力分别为97.5%和51.5%,可能受加性和非加性基因效应的共同控制,而其他6个生物量指标胁迫系数的狭义遗传力较小,可能主要受非加性基因效应控制。‘南农雪峰’在大部分性状上表现出正向较大的一般配合力（GCA）效应,有较高的育种价值;特殊配合力（SCA）分析发现‘南农雪峰’ב蒙白’、’QX097’ × ’QX096’、‘小丽’בQX098’杂交组合综合表现较好。相关性分析表明,与基于形态学标记（PD）以及全基因组随机分布的分子标记位点（GD）估算的遗传距离相比,基于耐涝性分子标记位点估算的亲本遗传距离（QTL-GD）能更好地预测菊花耐涝性的杂种优势。另外,SCA与杂种优势在大部分性状上均存在显着较强的正相关（0.51≤r≤0.80）,也可以有效地预测杂种优势,而遗传距离与配合力效应之间的相关性较弱。3.以菊花’南农雪峰’ב蒙白’的162 个F1代单株为作图群体,采用“双-假测交”作图策略和SRAP、gSSR分子标记分别构建亲本遗传图谱。母本’南农雪峰’遗传图谱含有268个标记位点,由31个连锁群组成,平均图距为9.93 cM,累积图谱长度为1420.4 cM,基因组覆盖率约为69.8%。父本‘蒙白’遗传图谱含有234个标记位点,由52个连锁群组成,平均图距为11.2 cM,累积图谱长度为1669.4 cM,基因组覆盖率约为58.9%。对该群体在两个环境四个不同淹水时期进行了耐涝性鉴定,基于上述图谱对菊花耐涝性进行动态和上位QTL分析。研究发现该群体耐涝性遗传变异广泛且存在双向超亲分离现象,表型变异系数范围为14.12%～124.30%,广义遗传力介于47.97%～65.18%之间。动态QTL分析检测出37个非条件consensus QTLs和51个条件consensus QTLs,分别可以解释5.81%～18.21%和5.90%～24.56%的表型变异。其中三个非条件consensus QTLs在不同淹水时期均能检测到,但是没有发现所有淹水阶段均表达的条件consensus QTLs。上位性QTL分析检测出56个非条件互作对以及13个条件互作对,表型变异解释率介于0.02%～8.87%之间。因此,菊花耐涝性受加性和非加性基因的共同控制,且菊花耐涝性QTLs或基因表达具有时空特异性,受环境影响。4.基于92,811个SNP标记和上述88个菊花品种的耐涝性表型数据,通过全基因关联分析挖掘了菊花耐涝性相关优异SNP位点。结果表明,GLM和MLM两种模型分别检测到137和14个与菊花耐涝性显着关联的SNP位点,其中两者共有11个SNP位点。根据表型效应值的大小,筛选出6个优异等位变异位点,表型变异解释率在12.85%～21.85%之间。进一步分析发现这些优异SNP位点之间具有显着的聚合效应（r2=0.45;P<0.01）,’QX097’和‘南农雪峰’两个品种分别携带了 5个和6个有利等位基因,具有较大的育种潜力。成功将关联位点Marker6619-75转化为基于PCR的dCAPS标记,平均准确率在78.9%。此外,挖掘并初步验证了 4个耐涝候选基因。5.在‘南农雪峰’（XF）和‘蒙白’（MB）杂交F1群体中筛选出稳定耐涝株系和涝敏感株系各16个,构建耐涝池（BR）和涝敏感池（BS）,利用混池转录组测序（BSR-seq）分析菊花耐涝性。结果表明,两个混池的|ΔSNP-index|在大于0.5的阈值下,共检测出125个SNP标记与菊花耐涝性显着关联,|ΔSNP-index|最大值为0.70,平均值为0.55。进一步对这些位点所在的48个Unigenes基因进行差异表达分析和功能注释,挖掘了一个属于AP2/ERF转录因子家族的拟南芥ERF026同源基因TRINITYDN60519c3g1。该基因的表达量在XF vs MB中表现为显着下调,在BR中稍低于BS,但没有达到显着差异水平。ERF基因已被证实在调节植物低氧胁迫中发挥重要作用,推测TRINITYDN60519c3g1可能参与菊花耐涝性的调控。此外,基因差异表达分析在XF vs MB中获得1377个差异表达基因,在BR vs BS中获得6个差异表达基因,这些基因主要与植物代谢和氧化还原过程相关。
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 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 植物不定根发生及发育的研究进展 |
| 1.2.1 植物根系的形态结构 |
| 1.2.2 植物不定根发生及发育进程 |
| 1.3 植物激素对不定根发生发育的作用 |
| 1.4 植物根系发育及发生的分子机制研究进展 |
| 1.5 植物根系响应低磷胁迫适应性机制的研究进展 |
| 1.5.1 植物根系应对低磷胁迫的生物化学反应 |
| 1.5.2 植物根系应对低磷胁迫的生理反应 |
| 1.5.3 低磷胁迫对植物不定根和侧根发生的影响 |
| 1.6 植物响应低磷胁迫转录调控机制的研究进展 |
| 1.6.1 A basic helix-loop-helix (bHLH)转录因子对低磷的响应 |
| 1.6.2 WRKY转录因子对低磷的响应 |
| 1.6.3 ZAT转录因子对低磷的响应 |
| 1.6.4 ARF转录因子对低磷的响应 |
| 1.7 MYB转录因子 |
| 1.7.1 MYB转录因子概述 |
| 1.7.2 MYB转录因子对低磷胁迫的响应 |
| 1.8 本研究目的及意义 |
| 2 短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 主要试剂及仪器 |
| 2.1.3 药品及培养基的配制 |
| 2.1.4 引物设计、合成及转录组测序 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 低磷胁迫处理野生型大青杨 |
| 2.2.2 石蜡切片 |
| 2.2.3 大青杨RNA提取 |
| 2.2.4 转录组测序分析 |
| 2.2.5 RT-qPCR验证转录组测序结果 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生 |
| 2.3.2 转录组测序数据评估 |
| 2.3.3 差异基因分析 |
| 2.3.4 差异表达基因Gene Ontology富集分析 |
| 2.3.5 RT-qPCR验证转录组测序结果分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大青杨PuMYB40对低磷诱导不定根发生的影响 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 菌株与载体 |
| 3.1.3 主要试剂及仪器 |
| 3.1.4 药品及培养基配制 |
| 3.1.5 引物设计、合成及测序 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络的构建 |
| 3.2.2 大青杨PuMYB40基因的克隆 |
| 3.2.3 PuMYB40生物信息学分析 |
| 3.2.4 PuMYB40转录激活活性分析 |
| 3.2.5 PuMYB40表达载体构建 |
| 3.2.6 质粒DNA转化农杆菌感受态(液氮法)及阳性重组子检测 |
| 3.2.7 大青杨基因组DNA提取 |
| 3.2.8 大青杨稳定遗传转化及转基因株系的分子检测 |
| 3.2.9 PuMYB40转基因株系不定根表型观察及生理指标测定 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络的构建 |
| 3.3.2 大青杨PuMYB40基因的获得 |
| 3.3.3 PuMYB40在短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生进程中的表达模式 |
| 3.3.4 PuMYB40在生长素抑制剂处理下的表达分析 |
| 3.3.5 PuMYB40生物信息学分析 |
| 3.3.6 PuMYB40转录激活活性检测 |
| 3.3.7 PuMYB40表达载体构建 |
| 3.3.8 PuMYB40表达载体农杆菌阳性重组子获得及检测 |
| 3.3.9 PuMYB40转基因株系的获得及分子检测 |
| 3.3.10 PuMYB40转基因株系根表型观察及生理指标测定 |
| 3.3.11 PuMYB40转基因株系低磷胁迫生物量测定 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 PuMYB40下游靶基因的鉴定及功能验证 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 菌株及载体 |
| 4.1.3 主要试剂及仪器 |
| 4.1.4 溶液及培养基配制 |
| 4.1.5 引物设计、合成及测序 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 PuLRP1与PuERF003启动子克隆 |
| 4.2.2 酵母单杂交实验 |
| 4.2.3 EMSA验证PuMYB40结合元件 |
| 4.2.4 染色质免疫共沉淀实验 |
| 4.2.5 大青杨PuLRP1与PuERF003基因克隆 |
| 4.2.6 PuLRP1与PuERF003表达载体构建 |
| 4.2.7 PuLRP1与PuERF003稳定遗传转化大青杨 |
| 4.2.8 PuLRP1与PuERF003转基因株系筛选与分子检测 |
| 4.2.9 PuLRP1和PuERF003转基因株系根表型观察及生理指标测定 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 PuLRP1和PuERF003启动子克隆 |
| 4.3.2 Y1H结果分析 |
| 4.3.3 ChIP结果分析 |
| 4.3.4 EMSA结果分析 |
| 4.3.5 大青杨PuLRP1与PuERF003基因的获得 |
| 4.3.6 PuLRP1和PuERF003在短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生进程中的表达模式分析 |
| 4.3.7 PuLRP1和PuERF3在生长素抑制剂处理下的表达模式分析 |
| 4.3.8 靶基因表达载体构建及转基因株系筛选及分子检测 |
| 4.3.9 靶基因转基因株系不定根表型及根数统计 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 PuWRKY75参与低磷诱导不定根发生 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.1.1 植物材料 |
| 5.1.2 菌株与载体 |
| 5.1.3 主要试剂及仪器 |
| 5.1.4 溶液及培养基配制 |
| 5.1.5 Y1H主要药品配制 |
| 5.1.6 EMSA主要药品配制 |
| 5.1.7 ChIP主要药品配制 |
| 5.1.8 引物设计、合成及测序 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 大青杨PuWRKY75表达载体构建 |
| 5.2.2 酵母单杂交实验 |
| 5.2.3 凝胶迁移实验 |
| 5.2.4 染色质免疫共沉淀实验 |
| 5.2.5 PuWRKY75稳定遗传转化大青杨及阳性转基因株系筛选 |
| 5.2.6 PuWRKY75转基因株系根表型观察及生理指标测定 |
| 5.3 结果 |
| 5.3.1 PuWRKY75基因克隆 |
| 5.3.2 PuWRKY75在低磷诱导不定根发生进程中的表达模式 |
| 5.3.3 PuWRKY75在生长素抑制剂处理下的表达模式分析 |
| 5.3.4 PuWRKY75生物信息学分析 |
| 5.3.5 Y1H结果分析 |
| 5.3.6 ChIP结果分析 |
| 5.3.7 EMSA结果分析 |
| 5.3.8 PuWRKY75抑制表达载体的构建 |
| 5.3.9 PuWRKY75表达载体农杆菌阳性重组子获得及检测 |
| 5.3.10 PuWRKY75转基因株系的获得和分子检测 |
| 5.3.11 PuWRKY75转基因株系根表型观察及生理指标测定 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 PuMYB40与PuWRKY75互作 |
| 6.1 实验材料 |
| 6.1.1 植物材料 |
| 6.1.2 菌株与载体 |
| 6.1.3 主要试剂与仪器 |
| 6.1.4 溶液及培养基配制 |
| 6.1.5 引物设计、合成及测序 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 酵母双杂交检测PuMYB40与PuWRKY75互作 |
| 6.2.2 双分子荧光互补实验检测PuMYB40与PuWRKY75互作 |
| 6.2.3 免疫共沉淀实验检测PuMYB40与PuWRKY75互作 |
| 6.2.4 双荧光素酶实验检测PuMYB40与PuWRKY75互作 |
| 6.3 结果 |
| 6.3.1 PuMYB40与PuWRKY75酵母双杂交实验结果分析 |
| 6.3.2 PuMYB40与PuWRKY75双分子荧光互补实验结果分析 |
| 6.3.3 PuMYB40与PuWRKY75免疫共沉淀实验结果分析 |
| 6.3.4 PuMYB40与PuWRKY75双荧光素酶实验结果分析 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 博士学位论文修改情况确认表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 植物氮素营养吸收转运和同化 |
| 1.2.1 植物对氮的吸收和转运 |
| 1.2.2 植物对氮的同化 |
| 1.3 植物硝态氮对生长发育的影响 |
| 1.3.1 硝态氮对根系形态的影响 |
| 1.3.2 硝态氮对侧根发育的影响 |
| 1.3.3 硝态氮对地上部生长的影响 |
| 1.4 植物应答低氮胁迫的转录调控研究 |
| 1.5 研究的目的和意义 |
| 2 PuHox52转基因大青杨在低氮胁迫下的抗性分析 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 主要试剂及仪器 |
| 2.1.3 溶液及培养基制备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 PuHox52基因在低氮胁迫下的表达分析 |
| 2.2.2 PuHox52启动子在低氮胁迫下GUS活性分析 |
| 2.2.3 减似52转基因大青杨组培苗在低氮胁迫下的表型观察和根部相关指标分析 |
| 2.2.4 PuHox52转基因大青杨水培苗在长期低氮胁迫下的生长性状分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 PuHox52基因在低氮胁迫下的表达分析 |
| 2.3.2 PuHox52启动子的表达分析 |
| 2.3.3 PuHox52过表达和抑制表达对低氮胁迫下大青杨组培苗生长的影响 |
| 2.3.4 PuHox52过表达和抑制表达对大青杨水培苗在低氮胁迫下的生长和氮吸收的影响 |
| 2.4 本章讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 转录组测序分析低氮胁迫下PuHox52调控的下游基因 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 主要试剂及仪器 |
| 3.1.3 溶液及培养基配置 |
| 3.1.4 引物合成与转录组测序 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 大青杨处理和RNA提取 |
| 3.2.2 转录组测序 |
| 3.2.3 转录组数据的分析 |
| 3.2.4 RT-qPCR验证 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 RNA-seq数据的质量评估 |
| 3.3.2 WT和PuHox52-OE株系差异表达基因筛选 |
| 3.3.3 差异基因的功能分类 |
| 3.3.4 RT-qPCR验证转录组数据 |
| 3.4 本章讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 PuHox52靶基因的筛选 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 菌株与载体 |
| 4.1.3 主要试剂及仪器 |
| 4.1.4 溶液及培养基的制备 |
| 4.1.5 引物设计、合成及测序 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 PuHox52候选靶基因启动子的克隆 |
| 4.2.2 酵母单杂交实验验证 |
| 4.2.3 染色质免疫共沉淀实验验证 |
| 4.2.4 凝胶迁移实验验证PuHox52结合元件 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 靶基因的酵母单杂交实验结果验证 |
| 4.3.2 靶基因的染色质免疫共沉淀实验验证 |
| 4.3.3 靶基因的凝胶迁移实验验证 |
| 4.3.4 PuHox52抑制表达株系中靶基因PuNRT1.1的表达情况 |
| 4.4 本章讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 PuHox52靶基因PuNRT1.1响应低氮胁迫功能验证 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.1.1 植物材料 |
| 5.1.2 菌株与载体 |
| 5.1.3 主要试剂及仪器 |
| 5.1.4 溶液和培养基配置 |
| 5.1.5 引物设计、合成及测序 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 大青杨PuNRT1.1生物信息学分析 |
| 5.2.2 PuNRT1.1亚细胞定位 |
| 5.2.3 PuNRT1.1过表达和抑制表达载体的构建 |
| 5.2.4 根癌农杆菌介导的大青杨遗传转化 |
| 5.2.5 PuNRT1.1过表达和抑制表达转基因株系的获得和分子检测 |
| 5.2.6 低氮胁迫下PuNRT1.1过表达和抑制表达株系表型和生理指标分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 PuNRT1.1基因序列及蛋白特征分析 |
| 5.3.2 PuNRT1.1蛋白多序列比对及系统进化树分析 |
| 5.3.3 PuNRT1.1亚细胞定位 |
| 5.3.4 PuNRT1.1基因在低氮胁迫下的表达模式 |
| 5.3.5 PuNRT1.1过表达和抑制表达载体的构建和转基因大青杨的获得 |
| 5.3.6 低氮胁迫下PuNRT1.1过表达和抑制表达株系的表型分析 |
| 5.4 本章讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 PuHox52靶基因PuHDA9调控不定根发育和响应低氮胁迫功能分析 |
| 6.1 实验材料 |
| 6.1.1 植物材料 |
| 6.1.2 菌株与载体 |
| 6.1.3 主要试剂及仪器 |
| 6.1.4 免疫印迹实验药品配置 |
| 6.1.5 引物设计、合成和测序 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 PuHDA9在低氮胁迫下和不定根发育过程的表达模式分析 |
| 6.2.2 PuHox52靶基因PuHDA9的体内和体外实验验证 |
| 6.2.3 组蛋白去乙酰化酶活性测定 |
| 6.2.4 H3K9ac抗体蛋白质免疫分析 |
| 6.2.5 H3K9ac抗体ChIP-seq实验 |
| 6.2.6 PuHDA9-RNAi载体构建和转基因大青杨的获得 |
| 6.2.7 低氮胁迫下PuHDA9转基因大青杨的表型观察和指标测定 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 PuHDA9在不定根发育过程中和低氮胁迫下的表达模式 |
| 6.3.2 体内和体外实验验证PuHox52直接调控PuHDA9 |
| 6.3.3 PuHox52通过PuHDA9调控靶基因的H3K9ac修饰水平 |
| 6.3.4 PuHDA9-RNAi载体构建和转基因株系获得 |
| 6.3.5 PuHDA9抑制表达促进大青杨不定根发生 |
| 6.3.6 低氮胁迫下PuHDA9转基因大青杨的表型观察和指标测定 |
| 6.4 本章讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 林木适应性分化的产生和维持机制 |
| 1.1.1 遗传变异的产生和影响因素 |
| 1.1.2 适应性分化的发生机制 |
| 1.1.3 适应性分化的研究手段 |
| 1.1.4 适应性位点的检测方法 |
| 1.2 适应性分化的基因组学研究 |
| 1.2.1 适应性分化的群体和景观基因组学研究 |
| 1.2.2 适应性分化的基因表达研究 |
| 1.2.3 适应性分化的表观遗传学研究 |
| 1.3 研究对象的特性及适应性分化研究进展 |
| 1.3.1 松树在我国的生态和经济价值 |
| 1.3.2 松树的基因组和遗传特性 |
| 1.3.3 云南松生物学特性和地理分布 |
| 1.3.4 云南松的适应性分化研究 |
| 1.4 科学问题的提出、研究假设和主要研究任务 |
| 1.4.1 科学问题的提出 |
| 1.4.2 研究假设与研究思路 |
| 1.4.3 研究任务 |
| 2 云南松适应性分化和群体结构研究 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 同质园实验和性状测量 |
| 2.1.2 群体取样和转录组测序 |
| 2.1.3 遗传变异的检测 |
| 2.1.4 群体遗传结构和遗传多样性的评估 |
| 2.1.5 高海拔适应性相关的遗传变异 |
| 2.1.6 SNP的功能注释 |
| 2.1.7 离异基因的功能富集分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 群体的适应性分化 |
| 2.2.2 转录组测序及SNP的探测 |
| 2.2.3 群体结构和遗传多样性 |
| 2.2.4 高海拔适应性相关的遗传变异 |
| 2.3 小结 |
| 3 云南松适应性分化的基因表达基础研究 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 群体样本的选择 |
| 3.1.2 基因表达定量 |
| 3.1.3 基因共表达网络的构建 |
| 3.1.4 共表达模块的功能富集分析 |
| 3.1.5 气候环境变量和表型性状数据的收集 |
| 3.1.6 基因表达与环境变量和表型性状的关系 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 基因共表达网络的构建 |
| 3.2.2 基因共表达模块的功能富集分析 |
| 3.2.3 基因表达与环境变量和表型性状的关系 |
| 3.3 小结 |
| 4 云南松适应性分化的多基因遗传基础研究 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 SNPs数据的收集 |
| 4.1.2 分化选择的检测 |
| 4.1.3 基因共表达网络的构建 |
| 4.1.4 适应性共表达模块的确定 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 模块富集分析揭示分化选择的作用 |
| 4.2.2 适应性模块的小等位基因频率改变 |
| 4.3 小结 |
| 5 云南松适应性分化中基因表达变异与遗传变异的关系 |
| 5.1 材料和方法 |
| 5.1.1 基因表达数据 |
| 5.1.2 SNPs数据 |
| 5.1.3 群体间遗传变异与地理距离的关系 |
| 5.1.4 群体内基因表达变异与遗传变异的关系 |
| 5.1.5 群体间基因表达变异与遗传变异和地理距离的关系 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 群体间基因表达变异、遗传距离和地理距离之间相互关系 |
| 5.2.2 群体内基因表达变异和遗传变异的关系 |
| 5.3 小结 |
| 6 讨论 |
| 6.1 云南松适应性表型分化及群体结构 |
| 6.2 云南松高海拔适应性相关的遗传变异 |
| 6.3 云南松适应性分化的基因表达变异模式 |
| 6.4 云南松适应性分化的多基因遗传印记 |
| 6.5 云南松适应性分化中基因表达变异与遗传变异的关系 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录清单 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 磷胁迫对植物的影响及其适应机制 |
| 1.1.1 植物形态磷适应机制 |
| 1.1.2 植物磷胁迫生理适应机制 |
| 1.1.2.1 低磷植物叶片磷素利用与分配特性 |
| 1.1.2.2 低磷酸性磷酸酶活性响应 |
| 1.1.3 植物磷胁迫分子适应机制 |
| 1.1.3.1 磷转运蛋白相关基因 |
| 1.1.3.2 磷转运蛋白基因的表达部位 |
| 1.2 氮沉降对土壤磷素的影响 |
| 1.3 氮沉降对植物磷素吸收的影响 |
| 1.4 小结 |
| 2 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料与培养 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 采样与指标测定 |
| 2.3.1 采样 |
| 2.3.2 指标测定 |
| 2.4 数据统计与分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 不同磷状况下毛竹实生苗生长对模拟氮沉降的响应 |
| 3.1.1 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗形态的影响 |
| 3.1.2 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗生物量的影响 |
| 3.2 不同磷状况下毛竹实生苗磷素利用对模拟氮沉降的响应 |
| 3.2.1 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗磷含量的影响 |
| 3.2.2 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗磷效率的影响 |
| 3.2.3 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗酸性磷酸酶活性的影响 |
| 3.2.4 模拟氮沉降对不同磷状况下毛竹实生苗磷组分的影响 |
| 3.3 不同磷状况下土壤磷素对模拟氮沉降的响应 |
| 3.3.1 模拟氮沉降对不同磷状况下土壤pH及有效磷含量的影响 |
| 3.3.2 模拟氮沉降对不同磷状况下土壤无机磷组分含量的影响 |
| 3.4 相关性分析 |
| 3.4.1 实生苗生长与磷效率的相关性分析 |
| 3.4.2 实生苗及土壤酸性磷酸酶活性与磷效率的相关性分析 |
| 3.4.3 新生叶及土壤酸性磷酸酶活性与磷组分的相关性分析 |
| 3.5 低磷与低磷高氮组根系转录组分析 |
| 3.5.1 根系总RNA的提取 |
| 3.5.2 序列比对结果统计 |
| 3.5.3 序列组装与注释 |
| 3.5.4 转录本表达量 |
| 3.5.5 表达量差异分析 |
| 3.5.6 细胞磷饥饿相关表达上调基因筛选 |
| 4 讨论 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
| 1 基于个体和基于林分的林木表型技术 |
| 2 各项传感器成像技术在林木表型上的应用 |
| 2.1 传统和现代表型信息采集方法对比 |
| 2.2 可见光相机 |
| 2.3 荧光成像仪 |
| 2.4 近红外成像仪 |
| 2.5 高光谱成像仪 |
| 2.6 热红外成像仪 |
| 2.7 激光雷达扫描仪 |
| 3 林木表型的研究趋势分析 |
| 3.1 构建新型采集平台获取林分和个体的关键表型性状以提高精度及通量 |
| 3.2 环境信息监测与表型信息采集的结合有助于进行抗性育种和筛选优质品种 |
| 3.3 生物胁迫下的表型变化分析推动病虫害监测、分类、识别和防治 |
| 3.4 表型组学数据与全基因组选择(GS)、数量性状位点(QTL)鉴定和全基因组关联分析(GWAS)相结合 |
| 4 结论与展望 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.引言 |
| 1.1 异形叶现象 |
| 1.2 异形叶发育的生理生化特征 |
| 1.3 异形叶的生态和进化意义 |
| 1.3.1 光和碳对异形叶的影响 |
| 1.3.2 营养物质对异形叶的影响 |
| 1.3.3 异形叶对物种进化的意义 |
| 1.4 异形叶发育的分子机理 |
| 1.4.1 基于分子生物学方法的研究进展 |
| 1.4.2 基于基因定位或关联分析方法的研究进展 |
| 1.5 本研究的立题依据及意义 |
| 2.藏川杨自然群体高通量测序及群体遗传分析 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 样本采集 |
| 2.1.2 总DNA提取 |
| 2.1.3 全基因组重测序 |
| 2.1.4 SNP数据过滤 |
| 2.1.5 重复样本筛选 |
| 2.1.6 群体结构分析 |
| 2.1.7 遗传多样性估计 |
| 2.1.8 连锁不平衡分析 |
| 2.2 结果 |
| 2.2.1 SNP数据统计 |
| 2.2.2 样本间亲缘关系 |
| 2.2.3 群体结构 |
| 2.2.4 遗传多样性 |
| 2.2.5 连锁不平衡分析 |
| 2.3 小结 |
| 3.藏川杨叶片形态表型提取及几何形态学解析 |
| 3.1 材料方法 |
| 3.1.1 样本采集 |
| 3.1.2 叶片表型数据获取 |
| 3.1.3 叶片图像数据处理 |
| 3.1.4 叶片形态数据拟合 |
| 3.1.5 其他叶片形态数据提取 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 叶片形态数据收集 |
| 3.2.2 叶片轮廓形态拟合模型选择 |
| 3.2.3 基于SGE的叶片形态拟合 |
| 3.2.4 藏川杨异形叶轮廓形态 |
| 3.2.5 基于SGE提取叶长、叶宽和叶面积 |
| 3.2.6 叶片形态表型之间的相关性及广义遗传率 |
| 3.3 小结 |
| 4.藏川杨叶片轮廓异形发育的全基因组关联分析 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 模型设计 |
| 4.1.2 实际数据分析 |
| 4.1.3 显着SNP功能注释 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 基于异形叶指数的数据拟合 |
| 4.2.2 SGE参数关联分析结果 |
| 4.2.3 与叶片轮廓形态相关的SNP |
| 4.2.4 sgeSNP影响异形叶转换节点 |
| 4.2.5 高低海拔对sgeSNP效应模式的影响 |
| 4.2.6 显着SNP位点的功能注释 |
| 4.3 小结 |
| 5.其他叶片形态表型异形发育的全基因组关联分析 |
| 5.1 材料和方法 |
| 5.1.1 模型构建 |
| 5.1.2 实际数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 不同性状的异形叶指数 |
| 5.2.2 叶片性状异形叶发育关联分析结果 |
| 5.3 小结 |
| 6 讨论 |
| 6.1 分子标记对藏川杨群体结构推断结果的影响 |
| 6.2 不同杨属物种的LD衰减 |
| 6.3 简化吉列方程参数n的生物学含义 |
| 6.4 利用简化吉列方程拟合叶片形态的优缺点 |
| 6.5 使用异形叶指数描述叶片形态性状异形叶发育过程 |
| 6.6 参与调控叶片形态异形叶发育过程的基因 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 成果目录清单 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 背景与目的意义 |
| 1.1.2 项目来源和经费支持 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 林木群体基因组研究进展 |
| 1.2.2 群体适应性研究进展 |
| 1.2.3 简化基因组测序的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 DNA提取与GBS文库构建及测序 |
| 2.1.3 SNP开发与注释 |
| 2.1.4 系统进化树的构建及核苷酸多样性分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 测序质量及SNP分布 |
| 2.2.2 进化树构建及核苷酸多样性分析 |
| 2.3 小结 |
| 3 ddGBS技术限制性内切酶优化及不同树种SNP标记开发 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 GBS优化设计及建库 |
| 3.1.3 数据质控及SNP开发 |
| 3.1.4 遗传多样性分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 测序数据质控与SNP开发 |
| 3.2.2 遗传多样性分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 基于ddGBS技术进行巨桉群体气候环境适应性分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 GBS建库测序及SNP鉴定 |
| 4.1.3 遗传多样性和种群进化树分析 |
| 4.1.4 连锁不平衡(LD)分析及连续纯合子区域(ROH)分析 |
| 4.1.5 适应性位点筛选 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 SNP发掘与筛选 |
| 4.2.2 遗传多样性和系统发育分析 |
| 4.2.3 群体LD分析与ROH分析 |
| 4.2.4 受自然选择作用的位点 |
| 4.3 小结 |
| 5 结论与讨论 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析 |
| 5.1.2 ddGBS技术体系优化及不同树种SNP标记开发 |
| 5.1.3 基于ddGBS技术进行巨桉群体适应性分析 |
| 5.2 讨论 |
| 5.2.1 基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析 |
| 5.2.2 ddGBS技术体系优化及不同树种SNP标记开发 |
| 5.2.3 基于ddGBS技术进行巨桉群体适应性分析 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1 林木种群遗传结构研究进展 |
| 1.1 树木的地理种源变异 |
| 1.2 树木的驯化 |
| 1.3 林木遗传多样性研究进展 |
| 1.4 林木种群遗传变异的研究方法 |
| 1.5 研究对象的特性及遗传多样性研究进展 |
| 1.6 科学问题的提出 |
| 1.7 研究思路与主要研究任务 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验样地与材料 |
| 2.2 主要仪器和试剂耗材 |
| 2.3 油松基因组DNA的提取与浓度测定 |
| 2.4 引物筛选 |
| 2.5 SSR-PCR反应体系和程序 |
| 2.6 数据分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 SSR位点在16个种群中扩增的多态性分析 |
| 3.2 油松种群遗传多样性 |
| 3.3 各位点在油松种群中遗传分化 |
| 3.4 种群间遗传距离与聚类分析 |
| 4 讨论 |
| (1)北京油松人工林的遗传结构及其与古油松种群差异 |
| (2)北京油松人工林和山西五山系油松种群的遗传结构差异及其遗传关联 |
| (3)利用编码序列EST-SSR标记进行人工林亲缘关系鉴定的可能性与局限 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 成果目录清单 |
| 导师简介 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 植物遗传多样性研究方法进展 |
| 1.2 植物遗传多样性研究取样策略 |
| 1.3 植物遗传多样性及致濒因素研究 |
| 1.4 植物遗传变异空间分布格局变化 |
| 1.5 植物遗传变异时间分布格局变化 |
| 1.6 植物雌雄株群体遗传多样性变化 |
| 1.7 问题及展望 |
| 2 新疆天山河谷密叶杨群体遗传多样性分析 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 样品采集 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 密叶杨DNA提取及质检 |
| 2.2.2 SSR引物筛选及多态性检测 |
| 2.2.3 基于SSR分子标记的中性检测 |
| 2.2.4 基于SSR分子标记的Hardy-Weiberg平衡检测 |
| 2.2.5 密叶杨群体近交检测 |
| 2.2.6 基于SSR分子标记的遗传多样性分析 |
| 2.3 小结 |
| 3 新疆密叶杨群体遗传结构分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 样品采集 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 密叶杨地理居群遗传多样性差异 |
| 3.2.2 密叶杨群体遗传结构分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 新疆密叶杨时间尺度群体遗传变异分析 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 样品采集 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 密叶杨不同龄级群体间遗传多样性差异 |
| 4.2.2 密叶杨龄级内遗传结构分析 |
| 4.2.3 密叶杨龄级内与龄级间的分子方差分析(AMOVA) |
| 4.3 小结 |
| 5 新疆密叶杨雌雄株遗传变异分析 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 样品采集 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.1.3 数据处理与分析 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 密叶杨雌雄株群体遗传多样性差异 |
| 5.2.2 密叶杨雌雄株群体遗传结构 |
| 5.2.3 密叶杨雌雄株群体遗传变异时间分布格局变化 |
| 5.3 小结 |
| 6 密叶杨半同胞家系子代群体遗传多样性比较分析 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.1.1 样品采集 |
| 6.1.2 实验方法 |
| 6.1.3 数据处理与分析 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 密叶杨半同胞家系遗传多样性分析 |
| 6.2.2 密叶杨半同胞家系与所在居群遗传多样性对比 |
| 6.2.3 密叶杨半同胞家系与群体遗传多样性对比 |
| 6.3 小结 |
| 7 讨论 |
| 7.1 密叶杨SSR引物开发及群体遗传多样性特点 |
| 7.2 密叶杨群体遗传结构特点及其成因 |
| 7.3 新疆喀什河谷密叶杨时间尺度群体遗传变异特点 |
| 7.4 新疆喀什河谷密叶杨雌雄株遗传多样性分析 |
| 7.5 密叶杨半同胞家系子代群体遗传多样性比较分析 |
| 7.6 密叶杨种质资源保护与利用策略 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 成果清单 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 前言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 植物耐涝性研究进展 |
| 1.1 涝渍概况及其对植物的影响 |
| 1.1.1 对植物生长形态及发育的影响 |
| 1.1.2 对植物生理生化的影响 |
| 1.2 植物耐涝性鉴定方法及评价指标 |
| 1.2.1 田间直接鉴定法 |
| 1.2.2 盆栽模拟淹水法 |
| 1.2.3 人工模拟气候箱法 |
| 1.2.4 高通量表型平台法 |
| 1.3 植物耐涝性的分子机理 |
| 1.3.1 根系结构与植物耐涝性 |
| 1.3.2 碳水化合物消耗及代谢平衡 |
| 1.3.3 转录因子与植物耐涝性 |
| 1.4 菊花耐涝性相关研究 |
| 2 分子标记技术的种类及其原理 |
| 2.1 分子标记的主要种类 |
| 2.2 几种常用分子标记的原理 |
| 2.2.1 SRAP标记 |
| 2.2.2 SSR标记 |
| 2.2.3 SNP标记 |
| 2.2.4 CAPS/dCAPS标记 |
| 3 植物复杂数量性状的遗传解析方法 |
| 3.1 连锁分析 |
| 3.1.1 连锁分析概念 |
| 3.1.2 条件QTL定位 |
| 3.1.3 连锁分析在植物研究中的应用 |
| 3.2 关联分析 |
| 3.2.1 关联分析概况 |
| 3.2.2 群体类型与分析模型 |
| 3.2.3 关联分析在植物研究中的应用 |
| 3.3 集团分离分析法 |
| 3.3.1 BSA及其在植物研究中的应用 |
| 3.3.2 BSR-seq及其在植物研究中的应用 |
| 3.4 多种方法的联合分析 |
| 3.5 菊花数量性状定位研究进展 |
| 4 本研究的目的和意义 |
| 第二章 菊花品种资源苗期耐涝性鉴定 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 耐涝性鉴定 |
| 1.2.1 模拟涝害处理方法 |
| 1.2.2 耐涝指标测定 |
| 1.2.3 菊花耐涝性评价标准 |
| 1.3 数据处理与分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 菊花品种资源耐涝性评价 |
| 2.2 菊花品种资源耐涝性的AMMI分析 |
| 2.3 菊花品种资源耐涝性的聚类分析 |
| 3 讨论 |
| 第三章 菊花耐涝性状的配合力、杂种优势及其与遗传距离的相关性分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 耐涝性鉴定 |
| 1.2.1 模拟涝害处理方法 |
| 1.2.2 耐涝指标测定 |
| 1.3 数据处理与分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 杂交F_1代耐涝性状的基本统计分析 |
| 2.2 菊花耐涝性状的配合力分析 |
| 2.2.1 配合力方差分析 |
| 2.2.2 一般配合力相对效应值 |
| 2.2.3 特殊配合力相对效应值 |
| 2.2.4 遗传参数估算 |
| 2.3 菊花耐涝性状的杂种优势 |
| 2.4 菊花亲本间遗传距离 |
| 2.5 菊花耐涝性状配合力、杂种优势与遗传距离的相关性 |
| 3 讨论 |
| 3.1 菊花各耐涝性状的遗传变异 |
| 3.2 亲本选择选配及杂种优势预测 |
| 3.3 菊花各耐涝性状的遗传力 |
| 第四章 菊花遗传图谱构建及耐涝性动态QTL定位 |
| 第一节 菊花连锁遗传图谱构建 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 基因组DNA的提取与检测 |
| 1.3 SRAP分子标记全基因组扫描 |
| 1.4 gSSR分子标记全基因组扫描 |
| 1.5 标记收集、命名与分离分析 |
| 1.6 连锁分析与图谱构建 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 分子标记多态性与分离分析 |
| 2.2 母本遗传图谱构建 |
| 2.3 父本遗传图谱构建 |
| 3 讨论 |
| 3.1 分子标记多态性与偏分离现象 |
| 3.2 栽培菊花的遗传特性 |
| 3.3 影响遗传图谱质量的主要因素及存在问题 |
| 第二节 菊花耐涝性的动态QTL定位 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 菊花F_1群体耐涝性鉴定 |
| 1.2.1 模拟涝害处理方法及指标测定 |
| 1.2.2 耐涝表型数据处理与分析 |
| 1.3 菊花耐涝性动态QTL定位 |
| 1.4 菊花耐涝性加性QTL整合 |
| 1.5 菊花耐涝性上位性QTL定位 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 菊花F_1群体耐涝性的遗传变异 |
| 2.2 菊花耐涝性加性QTL定位 |
| 2.2.1 非条件QTL分析 |
| 2.2.2 条件QTL分析 |
| 2.2.3 非条件和条件QTL整合分析 |
| 2.3 菊花耐涝性上位性QTL定位 |
| 2.3.1 非条件上位性QTL分析 |
| 2.3.2 条件上位性QTL分析 |
| 3 讨论 |
| 3.1 菊花耐涝性动态表型变异 |
| 3.2 菊花耐涝性的动态遗传机制 |
| 3.2 QTL聚合及其在分子标记辅助育种的应用 |
| 第五章 基于SNP标记的菊花耐涝性全基因组关联分析及候选基因挖掘 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 涝胁迫处理和性状调查 |
| 1.3 SNP基因分型和群体结构分析 |
| 1.4 GWAS和优异等位变异的挖掘 |
| 1.5 dCAPS标记开发及验证 |
| 1.6 候选基因预测及qRT-PCR验证 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 群体遗传结构分析 |
| 2.2 聚类结果与耐涝性的关系 |
| 2.3 GWAS分析及优异等位变异发掘 |
| 2.4 优异等位位点聚合分析 |
| 2.5 dCAPS标记的开发及验证 |
| 2.6 候选基因鉴定及差异表达分析 |
| 3 讨论 |
| 3.1 GWAS分析的主要影响因素 |
| 3.2 优异等位变异的聚合及在育种中的应用 |
| 3.3 候选基因的功能分析 |
| 第六章 利用BSR-seq挖掘菊花耐涝性关联SNP位点及候选基因 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 涝胁迫处理及样品准备 |
| 1.3 RNA提取及测序 |
| 1.4 De novo组装及SNP检测 |
| 1.5 基因差异表达分析及功能注释 |
| 1.6 子代SNP频率差异分析及候选基因确定 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 转录组测序数据质量和组装 |
| 2.2 基于转录组测序的SNP鉴定 |
| 2.3 基因功能注释及差异表达分析 |
| 2.4 菊花耐涝性关联SNP位点鉴定 |
| 2.5 候选基因鉴定及功能注释 |
| 3 讨论 |
| 3.1 BSR-seq及其在菊花中应用的可行性 |
| 3.2 基因差异表达及候选基因功能的分析 |
| 全文结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表论文、申请专利及参与的科研项目 |
| 致谢 |
