本文主要研究内容
作者王博（2019）在《冬、春和半冬性甘蓝型油菜的遗传特征和基因组分化》一文中研究指出：甘蓝型油菜(Brassica napus,2n=38,AACC)是重要的油料作物,它是由二倍体祖先种白菜(Brassica rapa,2n=20,AA)和甘蓝(Brassica oleracea,2n=18,CC)经过自然杂交形成的异源四倍体植物,其形成历史较短,是一个相对年轻的物种,比较完整地保留了原始二倍体祖先的基因组结构,是研究异源多倍体基因组变异的重要模式植物。借助第二代测序技术(NGS)可以低成本、高通量地探究作物基因组上的遗传变异,从而推测群体演化历史、挖掘自然或人工选择信号、进行重要农艺性状的全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS)。本研究中,我们从世界上主要油菜产区收集了238份甘蓝型油菜自交系并进行了全基因组重测序,挖掘了甘蓝型油菜的基因组遗传变异,深入分析了这些变异在甘蓝型油菜基因组上的分布及其对基因功能的影响。同时,我们也分析了这238份甘蓝型油菜的群体结构、遗传分化、遗传多样性和连锁不平衡(LD)水平等遗传特征,并鉴定出冬、春和半冬性三种生态型之间高度分化的基因组区域,主要结果如下:1.甘蓝型油菜基因组变异图谱和整合数据库的构建利用Illumina测序技术对238份甘蓝型油菜自交系进行了重测序,测序数据量平均为8.31Gb,基因组覆盖度平均为78.1%,覆盖深度平均为5.8倍。通过严格筛选,最终共得到了5,696,903个高质量SNPs和768,336个高质量InDels。分析发现,甘蓝型油菜的A和C亚基因组的遗传变异分布模式差异较大,主要表现为:A亚基因组的遗传变异密度约是C亚基因组的2倍;A亚基因组的遗传变异分布更均匀;C亚基因组积累了更多影响基因功能的变异。甘蓝型油菜的绝大多数基因存在多个拷贝。我们发现单拷贝基因的Nonsyn/Syn值以及大效应变异(Large Effect Variants,LEVs)比例均是多拷贝基因的2倍多,表明单拷贝基因可能没有多拷贝基因重要,暗示在甘蓝型油菜的驯化或育种过程中,单拷贝基因受到的选择压力更小,从而积累了更多影响基因功能的遗传变异。为了方便查询和利用SNP和InDel,我们构建了甘蓝型油菜基因组变异数据库(rapeseed genomic variation database,RGVD),包含了本研究中发掘的1210万raw variants及其功能注释等信息。用户可以使用“Search”和“JBrowse”功能模块来检索目标变异,检索结果以用户友好的页面展示。该数据库平台还整合了primer3.0和e-PCR软件,以方便使用者设计检测目标变异位点的引物,并分析引物的扩增特异性。2.甘蓝型油菜三种生态型的遗传特征和基因组分化群体结构分析表明,238个甘蓝型油菜可以划分为三个亚群,分别对应冬性、春性和半冬性甘蓝型油菜,进化树(neighbor-joining tree)以及主成分分析(PCA)也得到类似结果。群体遗传分化分析表明,甘蓝型油菜的A和C亚基因组在三种生态型之间的分化程度并不是对称的,对A亚基因组来说,半冬性/冬性之间的分化程度要明显大于半冬性/春性以及冬性/春性之间的,而三种生态型C亚基因组两两之间的分化程度却比较一致。此外,半冬性油菜A亚基因组的遗传多样性要明显高于另外两种生态型,而三种生态型C亚基因组的遗传多样性差异相对较小。进一步分析表明,白菜基因组(AA,2n=20)的渗入增加了半冬性油菜A亚基因组的遗传多样性,并提高了半冬性油菜与冬性和春性油菜A亚基因组的分化程度。我们在冬性与春性、半冬性与春性、半冬性与冬性油菜之间分别检测到39.85Mb、38.45Mb和38.32Mb高度分化的基因组区域,分别占基因组的6.17%、5.96%、5.94%,这些区域包含了许多影响花器官发育、光周期响应、春化需求、低温耐受性等环境适应相关的基因。分析发现,春化关键调控基因BnFLC.A02、BnFLC.A03b以及BnFLC.A10可能是调控甘蓝型油菜春化过程的重要基因。其中BnFLC.A03b和BnFLC.A10在三种生态型间明显分化,可能与甘蓝型油菜生态型形成有关。序列分析发现,在不同生态型中BnFLC.A10的启动子和编码区存在三种不同转座子,对转座子的选择引起了该基因在不同生态型间的分化,促进了不同生态型的形成。
Abstract
gan lan xing you cai (Brassica napus,2n=38,AACC)shi chong yao de you liao zuo wu ,ta shi you er bei ti zu xian chong bai cai (Brassica rapa,2n=20,AA)he gan lan (Brassica oleracea,2n=18,CC)jing guo zi ran za jiao xing cheng de yi yuan si bei ti zhi wu ,ji xing cheng li shi jiao duan ,shi yi ge xiang dui nian qing de wu chong ,bi jiao wan zheng de bao liu le yuan shi er bei ti zu xian de ji yin zu jie gou ,shi yan jiu yi yuan duo bei ti ji yin zu bian yi de chong yao mo shi zhi wu 。jie zhu di er dai ce xu ji shu (NGS)ke yi di cheng ben 、gao tong liang de tan jiu zuo wu ji yin zu shang de wei chuan bian yi ,cong er tui ce qun ti yan hua li shi 、wa jue zi ran huo ren gong shua ze xin hao 、jin hang chong yao nong yi xing zhuang de quan ji yin zu guan lian fen xi (genome-wide association studies,GWAS)。ben yan jiu zhong ,wo men cong shi jie shang zhu yao you cai chan ou shou ji le 238fen gan lan xing you cai zi jiao ji bing jin hang le quan ji yin zu chong ce xu ,wa jue le gan lan xing you cai de ji yin zu wei chuan bian yi ,shen ru fen xi le zhe xie bian yi zai gan lan xing you cai ji yin zu shang de fen bu ji ji dui ji yin gong neng de ying xiang 。tong shi ,wo men ye fen xi le zhe 238fen gan lan xing you cai de qun ti jie gou 、wei chuan fen hua 、wei chuan duo yang xing he lian suo bu ping heng (LD)shui ping deng wei chuan te zheng ,bing jian ding chu dong 、chun he ban dong xing san chong sheng tai xing zhi jian gao du fen hua de ji yin zu ou yu ,zhu yao jie guo ru xia :1.gan lan xing you cai ji yin zu bian yi tu pu he zheng ge shu ju ku de gou jian li yong Illuminace xu ji shu dui 238fen gan lan xing you cai zi jiao ji jin hang le chong ce xu ,ce xu shu ju liang ping jun wei 8.31Gb,ji yin zu fu gai du ping jun wei 78.1%,fu gai shen du ping jun wei 5.8bei 。tong guo yan ge shai shua ,zui zhong gong de dao le 5,696,903ge gao zhi liang SNPshe 768,336ge gao zhi liang InDels。fen xi fa xian ,gan lan xing you cai de Ahe Cya ji yin zu de wei chuan bian yi fen bu mo shi cha yi jiao da ,zhu yao biao xian wei :Aya ji yin zu de wei chuan bian yi mi du yao shi Cya ji yin zu de 2bei ;Aya ji yin zu de wei chuan bian yi fen bu geng jun yun ;Cya ji yin zu ji lei le geng duo ying xiang ji yin gong neng de bian yi 。gan lan xing you cai de jue da duo shu ji yin cun zai duo ge kao bei 。wo men fa xian chan kao bei ji yin de Nonsyn/Synzhi yi ji da xiao ying bian yi (Large Effect Variants,LEVs)bi li jun shi duo kao bei ji yin de 2bei duo ,biao ming chan kao bei ji yin ke neng mei you duo kao bei ji yin chong yao ,an shi zai gan lan xing you cai de xun hua huo yo chong guo cheng zhong ,chan kao bei ji yin shou dao de shua ze ya li geng xiao ,cong er ji lei le geng duo ying xiang ji yin gong neng de wei chuan bian yi 。wei le fang bian cha xun he li yong SNPhe InDel,wo men gou jian le gan lan xing you cai ji yin zu bian yi shu ju ku (rapeseed genomic variation database,RGVD),bao han le ben yan jiu zhong fa jue de 1210mo raw variantsji ji gong neng zhu shi deng xin xi 。yong hu ke yi shi yong “Search”he “JBrowse”gong neng mo kuai lai jian suo mu biao bian yi ,jian suo jie guo yi yong hu you hao de xie mian zhan shi 。gai shu ju ku ping tai hai zheng ge le primer3.0he e-PCRruan jian ,yi fang bian shi yong zhe she ji jian ce mu biao bian yi wei dian de yin wu ,bing fen xi yin wu de kuo zeng te yi xing 。2.gan lan xing you cai san chong sheng tai xing de wei chuan te zheng he ji yin zu fen hua qun ti jie gou fen xi biao ming ,238ge gan lan xing you cai ke yi hua fen wei san ge ya qun ,fen bie dui ying dong xing 、chun xing he ban dong xing gan lan xing you cai ,jin hua shu (neighbor-joining tree)yi ji zhu cheng fen fen xi (PCA)ye de dao lei shi jie guo 。qun ti wei chuan fen hua fen xi biao ming ,gan lan xing you cai de Ahe Cya ji yin zu zai san chong sheng tai xing zhi jian de fen hua cheng du bing bu shi dui chen de ,dui Aya ji yin zu lai shui ,ban dong xing /dong xing zhi jian de fen hua cheng du yao ming xian da yu ban dong xing /chun xing yi ji dong xing /chun xing zhi jian de ,er san chong sheng tai xing Cya ji yin zu liang liang zhi jian de fen hua cheng du que bi jiao yi zhi 。ci wai ,ban dong xing you cai Aya ji yin zu de wei chuan duo yang xing yao ming xian gao yu ling wai liang chong sheng tai xing ,er san chong sheng tai xing Cya ji yin zu de wei chuan duo yang xing cha yi xiang dui jiao xiao 。jin yi bu fen xi biao ming ,bai cai ji yin zu (AA,2n=20)de shen ru zeng jia le ban dong xing you cai Aya ji yin zu de wei chuan duo yang xing ,bing di gao le ban dong xing you cai yu dong xing he chun xing you cai Aya ji yin zu de fen hua cheng du 。wo men zai dong xing yu chun xing 、ban dong xing yu chun xing 、ban dong xing yu dong xing you cai zhi jian fen bie jian ce dao 39.85Mb、38.45Mbhe 38.32Mbgao du fen hua de ji yin zu ou yu ,fen bie zhan ji yin zu de 6.17%、5.96%、5.94%,zhe xie ou yu bao han le hu duo ying xiang hua qi guan fa yo 、guang zhou ji xiang ying 、chun hua xu qiu 、di wen nai shou xing deng huan jing kuo ying xiang guan de ji yin 。fen xi fa xian ,chun hua guan jian diao kong ji yin BnFLC.A02、BnFLC.A03byi ji BnFLC.A10ke neng shi diao kong gan lan xing you cai chun hua guo cheng de chong yao ji yin 。ji zhong BnFLC.A03bhe BnFLC.A10zai san chong sheng tai xing jian ming xian fen hua ,ke neng yu gan lan xing you cai sheng tai xing xing cheng you guan 。xu lie fen xi fa xian ,zai bu tong sheng tai xing zhong BnFLC.A10de qi dong zi he bian ma ou cun zai san chong bu tong zhuai zuo zi ,dui zhuai zuo zi de shua ze yin qi le gai ji yin zai bu tong sheng tai xing jian de fen hua ,cu jin le bu tong sheng tai xing de xing cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华中农业大学的王博，发表于刊物华中农业大学2019-07-15论文，是一篇关于甘蓝型油菜论文,高通量测序论文,遗传变异论文,数据库论文,生态型分化论文,华中农业大学2019-07-15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，资料来自华中农业大学2019-07-15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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