甘蓝型油菜中基因表达的剂量效应及甘蓝—黑芥附加系的创建
发布时间：2021-07-16 18:46
多倍化或全基因组加倍发生在至少70%的显花植物中,是植物物种形成的一个重要途径。在多倍化事件发生的早期阶段就发生了一系列的遗传学和表观遗传学变化,并伴随着基因的剂量平衡和基因网络调控而引起基因表达水平的变化,这些深刻的变化可能使多倍体增强对环境的适应力。然而,对于剂量平衡调控基因表达、基因组进化方面我们依然知之甚少,对于影响基因对剂量依赖与否的潜在机制方面更是难以捉摸。在本研究中,我们采用了研究异源多倍体的模式物种之一的芸薹属栽培种的一些物种来研究基因/基因组剂量效应对基因表达及互作的影响。一方面,是对整倍体的剂量效应研究,我们采用RNA-Seq的方法分析了一系列不同A、C基因组剂量的芸薹属杂种/多倍体（AC,AAC,CCA,CCAA）及其二倍体亲本的基因表达情况,来分析全基因组范围内的剂量不平衡对基因表达的影响。另一方面,我们试图构建全套的甘蓝-黑芥单体异附加系,这不仅为我们研究由非整倍体（单体）引起的剂量平衡调控奠定了材料基础,与此同时,全套的单体异附加系材料还可以进行其他遗传学问题的研究以及应用于育种实践。主要结果如下:1.剂量平衡对基因表达的影响及其进化意义为了探究基因组剂量变...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
同源、异源多倍体形成途径
图 1.2 禹氏三角：芸薹属栽培种之间的关系。Fig. 1.2 U’s triangle: relationships between cultivated Brassica species.Song 等（1995）首次报道了新合成的异源四倍体中发生了广泛、快速的基因组变化[16]，随后的许多研究也进一步证实了这一观点[15,17,106-107]。例如，Gaeta 等（2007）对合成甘蓝型油菜后代进行跟踪研究，发现 S5后代发生大量遗传变化。同样地，Szadkowski 等（2010，2011）也发现在人工合成甘蓝型油菜后代中 5085%的植株发生了遗传变化，且很多是由部分同源染色体的重组导致的。Xion等（2011）采用分子细胞遗传学技术来跟踪检测人工合成材料各世代中的遗传变化，鉴定出了部分同源配对、染色体重组、染色体拷贝数的变异、非整倍体等多种变异。高通量的 RNA-Seq 技术近年来在芸薹属植物的转录组研究中也得到了广泛的应用。Jiang 等（2013）对人工合成甘蓝型油菜早期世代（S1-S4）及其二倍体亲本进行转录组研究发现，多倍体中基因表达与亲本比较存在大量的差异表达基因，这些差异表达基因功能主要集中在 DNA 集合，转录因子，细胞周期依
22 2.1 合成甘蓝型油菜及其衍生种的形态学和细胞学。（A）材料系谱图。（B）材料 AC, CCAA, AAC 和 CCA 苗期及叶和花形态。标尺=5 厘米。（C）各材料体细胞染色体。标尺=5 微米。ig. 2.1Phenotypeandcytology of syntheticB. napus and derivatives. (A)Pedigrees of the platerials. (B) Young plants, leaves and flowers of AA, CC, CCAA, AAC and CCA. Scale barcm. (C) DAPI, BAC-FISH and merged images for each mitotic cell. Scale bars = 5μm.
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物多倍体化中基因组和基因表达的变化[J]. 王涛,陈孟龙,刘玲,宁传丽,蔡斌华,章镇,乔玉山. 植物学报. 2015(04)
[2]芸薹属栽培异源四倍体的基因组行为及附加系培育[J]. 邵玉娇,丁梦思,李再云. 中国油料作物学报. 2014(06)
[3]Molecular Cytogenetic Characterization of Wheat-Thinopyrum elongatum Addition,Substitution and Translocation Lines with a Novel Source of Resistance to Wheat Fusarium Head Blight[J]. Shulan Fu~ a,Zhenling Lv~(a,b),Bao Qi~a,Xiang Guo~ a,Jun Li~a,Bao Liu~(b,*),Fangpu Han~(a,*) aState Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101,China bKey Laboratory of Molecular Epigenetics of MOE and Institute of Genetics & Cytology,Northeast Normal University,Changchun 130024,China. 遗传学报. 2012(02)
[4]通过甘蓝型油菜和白芥属间杂种后代的小孢子培养获得二体异附加系[J]. 张永泰,李爱民,陆莉,陈柳,惠飞虎,王幼平. 作物学报. 2006(11)
[5]单体异附加系花药培养创制小麦-中间偃麦草纯合易位系[J]. 李瑞芬,赵茂林,张敬原,杨海涛. 西北植物学报. 2006(01)
博士论文
[1]人工合成芸薹属杂种及异源四倍体的转录组研究[D]. 张大为.华中农业大学 2016
[2]菘蓝同源多倍体及白菜菘蓝异源多倍体后代的细胞学及转录组学研究[D]. 周影影.华中农业大学 2014
[3]全套甘蓝型油菜—菘蓝单体异附加系及新型CMS的创建[D]. 康雷.华中农业大学 2014
本文编号：3287556
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
同源、异源多倍体形成途径
图 1.2 禹氏三角：芸薹属栽培种之间的关系。Fig. 1.2 U’s triangle: relationships between cultivated Brassica species.Song 等（1995）首次报道了新合成的异源四倍体中发生了广泛、快速的基因组变化[16]，随后的许多研究也进一步证实了这一观点[15,17,106-107]。例如，Gaeta 等（2007）对合成甘蓝型油菜后代进行跟踪研究，发现 S5后代发生大量遗传变化。同样地，Szadkowski 等（2010，2011）也发现在人工合成甘蓝型油菜后代中 5085%的植株发生了遗传变化，且很多是由部分同源染色体的重组导致的。Xion等（2011）采用分子细胞遗传学技术来跟踪检测人工合成材料各世代中的遗传变化，鉴定出了部分同源配对、染色体重组、染色体拷贝数的变异、非整倍体等多种变异。高通量的 RNA-Seq 技术近年来在芸薹属植物的转录组研究中也得到了广泛的应用。Jiang 等（2013）对人工合成甘蓝型油菜早期世代（S1-S4）及其二倍体亲本进行转录组研究发现，多倍体中基因表达与亲本比较存在大量的差异表达基因，这些差异表达基因功能主要集中在 DNA 集合，转录因子，细胞周期依
22 2.1 合成甘蓝型油菜及其衍生种的形态学和细胞学。（A）材料系谱图。（B）材料 AC, CCAA, AAC 和 CCA 苗期及叶和花形态。标尺=5 厘米。（C）各材料体细胞染色体。标尺=5 微米。ig. 2.1Phenotypeandcytology of syntheticB. napus and derivatives. (A)Pedigrees of the platerials. (B) Young plants, leaves and flowers of AA, CC, CCAA, AAC and CCA. Scale barcm. (C) DAPI, BAC-FISH and merged images for each mitotic cell. Scale bars = 5μm.
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物多倍体化中基因组和基因表达的变化[J]. 王涛,陈孟龙,刘玲,宁传丽,蔡斌华,章镇,乔玉山. 植物学报. 2015(04)
[2]芸薹属栽培异源四倍体的基因组行为及附加系培育[J]. 邵玉娇,丁梦思,李再云. 中国油料作物学报. 2014(06)
[3]Molecular Cytogenetic Characterization of Wheat-Thinopyrum elongatum Addition,Substitution and Translocation Lines with a Novel Source of Resistance to Wheat Fusarium Head Blight[J]. Shulan Fu~ a,Zhenling Lv~(a,b),Bao Qi~a,Xiang Guo~ a,Jun Li~a,Bao Liu~(b,*),Fangpu Han~(a,*) aState Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101,China bKey Laboratory of Molecular Epigenetics of MOE and Institute of Genetics & Cytology,Northeast Normal University,Changchun 130024,China. 遗传学报. 2012(02)
[4]通过甘蓝型油菜和白芥属间杂种后代的小孢子培养获得二体异附加系[J]. 张永泰,李爱民,陆莉,陈柳,惠飞虎,王幼平. 作物学报. 2006(11)
[5]单体异附加系花药培养创制小麦-中间偃麦草纯合易位系[J]. 李瑞芬,赵茂林,张敬原,杨海涛. 西北植物学报. 2006(01)
博士论文
[1]人工合成芸薹属杂种及异源四倍体的转录组研究[D]. 张大为.华中农业大学 2016
[2]菘蓝同源多倍体及白菜菘蓝异源多倍体后代的细胞学及转录组学研究[D]. 周影影.华中农业大学 2014
[3]全套甘蓝型油菜—菘蓝单体异附加系及新型CMS的创建[D]. 康雷.华中农业大学 2014
本文编号：3287556
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