刘函:玉米三维基因组学研究及GBS在鉴定玉米植株性状相关微效QTL上的应用论文

刘函:玉米三维基因组学研究及GBS在鉴定玉米植株性状相关微效QTL上的应用论文

本文主要研究内容

作者刘函(2019)在《玉米三维基因组学研究及GBS在鉴定玉米植株性状相关微效QTL上的应用》一文中研究指出:玉米是全球种植面积与产量均列首位的重要作物,对其基因组的深度解析具有重要意义。本论文由两部分工作组成:采用ChIA-PET研究的玉米三维基因组学,研究细胞核内与特异蛋白相关的远程互作;及基于GBS的着眼于群体的农艺性状的解析。本文开发出可应用于玉米幼苗与幼穗的三维基因组学技术ChIA-PET,并针对不同组蛋白修饰H3K4me3与H3K27ac介导的染色质远程互作进行全基因组水平分析。辅以多组学ChIP-seq、RNA-seq及4C-seq数据,在幼穗与幼苗中鉴定到三类互作,启动子-启动子、启动子-增强子及增强子-增强子互作。这些互作绝大部分均属于染色体内互作。幼穗与幼苗两个组织中,H3K4me3的peaks数目都在26,500左右,H3K27ac的peaks数目都在56,730左右。在H3K4me3介导的互作中,幼穗和幼苗中分别鉴定12,224与16,054个互作;在H3K27ac介导的互作中,幼穗和幼苗中分别鉴定18,995与17,578个互作。在两个组织不同组蛋白修饰介导的互作中,染色体内的互作比例均超过86%。本人对传统4C-seq方法做了改良,并采用改良后4C-seq分别验证ChIA-PET在幼穗和幼苗中的三个位点的互作,即TB1、Rad51a和一个随机选取的增强子,表明了改良后4C-seq的可靠性及ChIA-PET互作的可信性。我们在植物中首次鉴定到超级增强子的存在。证明染色质远程互作在不同组织间,兼具共性与组织特异性。确定玉米中启动子-增强子互作距离通常小于50 Kb,玉米基因组的拓扑结构域大小约为1Mb。确定了玉米基因组中,启动子与增强子互作的模式,即一个启动子与不同数量的增强子发生互作时的数量,及一个增强子与不同数量的启动子发生互作时的数量。通过比较ChIA-PET鉴定到的互作与此前已有报道的基因,特别是与农艺性状相关的远程调控序列,证明我们获得的互作不仅可以覆盖绝大部分已报道序列,而且还能发现未知序列。我们的发现为玉米基因组中新的调控序列的鉴定、特定性状的育种过程及新颖生理现象的机理解析奠定了基础。另一方面,本文采用GBS方法对玉米郑单958重组自交系进行了简化基因组测序。综合运用了个体数量大于1,000的大重组自交系和超高密度标记,对6个农艺性状进行分析,包括花丝颜色、穗位高、株高、穗位高/株高、雄穗分枝数和轴上叶片数。一共鉴定到51个与玉米植株结构有关的QTLs位点,其中控制株高的8个,控制穗位高的9个,控制穗位高/株高的8个,控制雄穗长的14个,控制雄穗分枝数的6个,及控制轴上叶片数的6个,全是微效位点。我们的结果不仅覆盖了前人已报道的位点,而且覆盖位点的长度要窄于前人报道的区间,同时我们还鉴定到未知QTLs。通过构建渗入系来验证我们方法的可靠性与精度。表明我们采用的大群体与高密度结合的方法,对于鉴定微效QTL位点并加快育种是行之有效的。

Abstract

yu mi shi quan qiu chong zhi mian ji yu chan liang jun lie shou wei de chong yao zuo wu ,dui ji ji yin zu de shen du jie xi ju you chong yao yi yi 。ben lun wen you liang bu fen gong zuo zu cheng :cai yong ChIA-PETyan jiu de yu mi san wei ji yin zu xue ,yan jiu xi bao he nei yu te yi dan bai xiang guan de yuan cheng hu zuo ;ji ji yu GBSde zhao yan yu qun ti de nong yi xing zhuang de jie xi 。ben wen kai fa chu ke ying yong yu yu mi you miao yu you sui de san wei ji yin zu xue ji shu ChIA-PET,bing zhen dui bu tong zu dan bai xiu shi H3K4me3yu H3K27acjie dao de ran se zhi yuan cheng hu zuo jin hang quan ji yin zu shui ping fen xi 。fu yi duo zu xue ChIP-seq、RNA-seqji 4C-seqshu ju ,zai you sui yu you miao zhong jian ding dao san lei hu zuo ,qi dong zi -qi dong zi 、qi dong zi -zeng jiang zi ji zeng jiang zi -zeng jiang zi hu zuo 。zhe xie hu zuo jue da bu fen jun shu yu ran se ti nei hu zuo 。you sui yu you miao liang ge zu zhi zhong ,H3K4me3de peaksshu mu dou zai 26,500zuo you ,H3K27acde peaksshu mu dou zai 56,730zuo you 。zai H3K4me3jie dao de hu zuo zhong ,you sui he you miao zhong fen bie jian ding 12,224yu 16,054ge hu zuo ;zai H3K27acjie dao de hu zuo zhong ,you sui he you miao zhong fen bie jian ding 18,995yu 17,578ge hu zuo 。zai liang ge zu zhi bu tong zu dan bai xiu shi jie dao de hu zuo zhong ,ran se ti nei de hu zuo bi li jun chao guo 86%。ben ren dui chuan tong 4C-seqfang fa zuo le gai liang ,bing cai yong gai liang hou 4C-seqfen bie yan zheng ChIA-PETzai you sui he you miao zhong de san ge wei dian de hu zuo ,ji TB1、Rad51ahe yi ge sui ji shua qu de zeng jiang zi ,biao ming le gai liang hou 4C-seqde ke kao xing ji ChIA-PEThu zuo de ke xin xing 。wo men zai zhi wu zhong shou ci jian ding dao chao ji zeng jiang zi de cun zai 。zheng ming ran se zhi yuan cheng hu zuo zai bu tong zu zhi jian ,jian ju gong xing yu zu zhi te yi xing 。que ding yu mi zhong qi dong zi -zeng jiang zi hu zuo ju li tong chang xiao yu 50 Kb,yu mi ji yin zu de ta pu jie gou yu da xiao yao wei 1Mb。que ding le yu mi ji yin zu zhong ,qi dong zi yu zeng jiang zi hu zuo de mo shi ,ji yi ge qi dong zi yu bu tong shu liang de zeng jiang zi fa sheng hu zuo shi de shu liang ,ji yi ge zeng jiang zi yu bu tong shu liang de qi dong zi fa sheng hu zuo shi de shu liang 。tong guo bi jiao ChIA-PETjian ding dao de hu zuo yu ci qian yi you bao dao de ji yin ,te bie shi yu nong yi xing zhuang xiang guan de yuan cheng diao kong xu lie ,zheng ming wo men huo de de hu zuo bu jin ke yi fu gai jue da bu fen yi bao dao xu lie ,er ju hai neng fa xian wei zhi xu lie 。wo men de fa xian wei yu mi ji yin zu zhong xin de diao kong xu lie de jian ding 、te ding xing zhuang de yo chong guo cheng ji xin ying sheng li xian xiang de ji li jie xi dian ding le ji chu 。ling yi fang mian ,ben wen cai yong GBSfang fa dui yu mi zheng chan 958chong zu zi jiao ji jin hang le jian hua ji yin zu ce xu 。zeng ge yun yong le ge ti shu liang da yu 1,000de da chong zu zi jiao ji he chao gao mi du biao ji ,dui 6ge nong yi xing zhuang jin hang fen xi ,bao gua hua si yan se 、sui wei gao 、zhu gao 、sui wei gao /zhu gao 、xiong sui fen zhi shu he zhou shang xie pian shu 。yi gong jian ding dao 51ge yu yu mi zhi zhu jie gou you guan de QTLswei dian ,ji zhong kong zhi zhu gao de 8ge ,kong zhi sui wei gao de 9ge ,kong zhi sui wei gao /zhu gao de 8ge ,kong zhi xiong sui chang de 14ge ,kong zhi xiong sui fen zhi shu de 6ge ,ji kong zhi zhou shang xie pian shu de 6ge ,quan shi wei xiao wei dian 。wo men de jie guo bu jin fu gai le qian ren yi bao dao de wei dian ,er ju fu gai wei dian de chang du yao zhai yu qian ren bao dao de ou jian ,tong shi wo men hai jian ding dao wei zhi QTLs。tong guo gou jian shen ru ji lai yan zheng wo men fang fa de ke kao xing yu jing du 。biao ming wo men cai yong de da qun ti yu gao mi du jie ge de fang fa ,dui yu jian ding wei xiao QTLwei dian bing jia kuai yo chong shi hang zhi you xiao de 。

论文参考文献

  • [1].油菜巢式关联作图群体的遗传特性及开花期QTL解析[D]. 胡建林.华中农业大学2019
  • [2].甘蓝型油菜外源渗入系构建的DH群体角果相关性状的QTL检测[D]. 杨易.华中农业大学2017
  • [3].东乡野生稻苗期耐冷主效QTL的精细定位及克隆[D]. 肖宁.扬州大学2015
  • [4].小麦抗赤霉病的QTL定位及蛋白质组学初步研究[D]. 张祥辉.吉林大学2011
  • [5].水稻籽粒叶酸含量QTL分析及生物强化[D]. 董薇.中国农业科学院2011
  • [6].异源四倍体棉花栽培种分子遗传图谱的构建及部分性状QTL标记定位[D]. 宋宪亮.山东农业大学2004
  • [7].普通野生稻增产QTL分子标记辅助育种研究[D]. 邓化冰.湖南农业大学2005
  • [8].控制水稻粒宽/粒重主效QTL的定位、克隆和功能研究[D]. 宋献军.中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)2007
  • [9].小麦产量相关性状的分子遗传分析及抗赤霉病侵染QTL的分子标记开发[D]. 赵冬梅.南京农业大学2006
  • [10].玉米重要自交系遗传多样性分析及产量相关性状QTL研究[D]. 石云素.中国农业科学院2008
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  • [7].甘蓝型油菜3D基因组学的初步研究与应用[D]. 谢婷.华中农业大学2016
  • [8].玉米育种群体重要农艺性状遗传基础解析[D]. 史俊鹏.中国农业大学2017
  • [9].家蚕染色体构象及其对丝素蛋白表达调控的研究[D]. 刘园园.西南大学2017
  • [10].玉米12个农艺性状的全基因组关联分析及玉米氮响应相关基因的鉴定[D]. 刘志鹏.中国农业大学2015
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国农业大学的刘函,发表于刊物中国农业大学2019-01-17论文,是一篇关于玉米论文,三维互作论文,启动子论文,增强子论文,植株性状论文,微效论文,中国农业大学2019-01-17论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国农业大学2019-01-17论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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