银杏叶型筒状变异分析与叶片背-腹轴发育调控基因演化研究
发布时间：2021-11-08 13:23
叶为植物接受光能,吸收二氧化碳的主要器官,叶型很大程度上决定了植物的光合效率,对植物适应环境至关重要。3.6亿年前的泥盆系（Devonian）时期,平整的,带有叶脉的巨型叶（megaphyll leaves）植物产生,其光合作用效率明显胜出,迅速繁衍,奠定了巨型叶植物在陆地上的统治地位。因此,有关叶型的研究一直是演化发育生物学和农业科学领域的研究热点。目前对叶型的发育研究主要分为三个方面:中-侧轴（medial-lateral）,基-顶轴（proximal-distal）,背-腹轴（adaxial-abaxial）。其中背-腹轴发育研究最为重要,背-腹轴发育异常会导致叶片卷曲,降低光能接受面积,甚至造成植物死亡。本研究利用筒状叶型银杏天然突变体材料,研究其叶片发育过程中叶片背-腹轴发育调控基因相对于野生型的表达量变化,以填补叶型研究在裸子植物领域的空白。本研究利用叶芽与野生型叶芽转录组数据,应用hisat2,stringtie,edge R等软件进行基因差异表达分析,结果得到3569个显著差异表达的基因,应用volcano plotting方法对这些基因进行进一步筛选（筛选条件为|lo...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景与意义
1.1.2 简单叶(simpleleaf)发育研究进展
1.1.3 复叶发育(dissectedleaf)研究进展
1.1.4 叶片背-腹轴发育调控基因研究进展
1.1.5 环境对叶型发育的影响与叶型发育基因的演化
1.2 研究目标和主要研究内容
1.2.1 关键的科学问题与研究目标
1.2.2 主要研究内容
1.3 研究技术路线
第二章 银杏天然突变体筒状叶芽与野生型正常叶芽差异表达基因分析
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料
2.1.2 样品的获得
2.1.3 总RNA的提取
2.1.4 银杏总RNA的高通量测序
2.1.5 原始测序数据质量检测
2.1.6 转录组差异表达基因初步分析
2.1.7 volcanoplotting筛选转录组显著差异表达基因
2.1.8 银杏基因组的GO注释
2.1.9 银杏基因组的KEGG注释
2.1.10 显著差异表达基因的GOenrichment分析
2.1.11 显著差异表达基因的KEGGpathway分析
2.1.12 叶片背-腹轴发育关键基因表达量分析
2.2 结果与分析
2.2.1 原始数据质量检测结果
2.2.2 差异表达基因分析
2.2.3 差异表达基因GOenrichment分析
2.2.4 差异表达基因KEGGpathway分析
2.2.5 叶片背-腹轴发育关键基因表达量分析
2.3 小结
第三章 Real-timeRT-PCR检测8种银杏变异叶型中叶片背-腹轴发育关键基因表达量
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 样品的获得
3.1.3 总RNA的提取
3.1.4 cDNA合成
3.1.5 real-timeRT-PCR
3.2 结果与分析
3.2.1 银杏变异叶型分类
3.2.2 银杏变异叶中叶片背-腹轴发育调控基因表达量热图
3.3 小结
第四章 叶片背-腹轴发育关键基因演化分析
4.1 材料与方法
4.1.1 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因同源基因搜索
4.1.2 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因的系统发育树构建
4.1.3 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因的基因结构分析
4.2 结果与分析
4.2.1 叶片背-腹轴发育关键基因基因拷贝数目分析
4.2.2 叶片背-腹轴发育关键基因系统发育树与基因结构分析
4.3 小结
第五章 结论与讨论
5.1 结论
5.1.1 银杏天然突变体筒状叶叶芽与野生型叶芽基因差异表达显著
5.1.2 差异表达基因GOterm多富集在代谢通路聚类
5.1.3 差异表达基因KEGGpathway多属于代谢通路
5.1.4 银杏突变体叶芽中叶片背-腹轴发育关键基因表达量改变,促进背轴侧发育
5.1.5 银杏变异叶片被划分为8种叶型
5.1.6 银杏变异叶中叶片背-腹轴发育调控基因表达量改变,促进背轴侧发育基因与促进腹轴侧发育基因不同拷贝均呈现上调与下调两种趋势
5.1.7 叶片背-腹轴发育关键基因基因拷贝数目随物种演化平缓增多
5.1.8 叶片背-腹轴发育关键基因基因结构保守
5.2 讨论
5.3 展望
参考文献
在读期间学术研究
致谢
本文编号：3483783
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景与意义
1.1.2 简单叶(simpleleaf)发育研究进展
1.1.3 复叶发育(dissectedleaf)研究进展
1.1.4 叶片背-腹轴发育调控基因研究进展
1.1.5 环境对叶型发育的影响与叶型发育基因的演化
1.2 研究目标和主要研究内容
1.2.1 关键的科学问题与研究目标
1.2.2 主要研究内容
1.3 研究技术路线
第二章 银杏天然突变体筒状叶芽与野生型正常叶芽差异表达基因分析
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料
2.1.2 样品的获得
2.1.3 总RNA的提取
2.1.4 银杏总RNA的高通量测序
2.1.5 原始测序数据质量检测
2.1.6 转录组差异表达基因初步分析
2.1.7 volcanoplotting筛选转录组显著差异表达基因
2.1.8 银杏基因组的GO注释
2.1.9 银杏基因组的KEGG注释
2.1.10 显著差异表达基因的GOenrichment分析
2.1.11 显著差异表达基因的KEGGpathway分析
2.1.12 叶片背-腹轴发育关键基因表达量分析
2.2 结果与分析
2.2.1 原始数据质量检测结果
2.2.2 差异表达基因分析
2.2.3 差异表达基因GOenrichment分析
2.2.4 差异表达基因KEGGpathway分析
2.2.5 叶片背-腹轴发育关键基因表达量分析
2.3 小结
第三章 Real-timeRT-PCR检测8种银杏变异叶型中叶片背-腹轴发育关键基因表达量
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 样品的获得
3.1.3 总RNA的提取
3.1.4 cDNA合成
3.1.5 real-timeRT-PCR
3.2 结果与分析
3.2.1 银杏变异叶型分类
3.2.2 银杏变异叶中叶片背-腹轴发育调控基因表达量热图
3.3 小结
第四章 叶片背-腹轴发育关键基因演化分析
4.1 材料与方法
4.1.1 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因同源基因搜索
4.1.2 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因的系统发育树构建
4.1.3 拟南芥叶片背-腹轴发育关键基因的基因结构分析
4.2 结果与分析
4.2.1 叶片背-腹轴发育关键基因基因拷贝数目分析
4.2.2 叶片背-腹轴发育关键基因系统发育树与基因结构分析
4.3 小结
第五章 结论与讨论
5.1 结论
5.1.1 银杏天然突变体筒状叶叶芽与野生型叶芽基因差异表达显著
5.1.2 差异表达基因GOterm多富集在代谢通路聚类
5.1.3 差异表达基因KEGGpathway多属于代谢通路
5.1.4 银杏突变体叶芽中叶片背-腹轴发育关键基因表达量改变,促进背轴侧发育
5.1.5 银杏变异叶片被划分为8种叶型
5.1.6 银杏变异叶中叶片背-腹轴发育调控基因表达量改变,促进背轴侧发育基因与促进腹轴侧发育基因不同拷贝均呈现上调与下调两种趋势
5.1.7 叶片背-腹轴发育关键基因基因拷贝数目随物种演化平缓增多
5.1.8 叶片背-腹轴发育关键基因基因结构保守
5.2 讨论
5.3 展望
参考文献
在读期间学术研究
致谢
本文编号：3483783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3483783.html
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