小麦抗病分子标记的生物信息学分析

发布时间：2020-09-02 16:34

　　 普通小麦(Triticum aestivum L.)是当今世界上的主要粮食作物之一,近几年,小麦病害发生严重,影响小麦生产的主要病害有白粉病和各种锈病等。随着时间的推移,这些病菌自身会随着小麦品种的更替和而发生变异,因此抗病育种几乎是每个育种工作者永恒的研究内容。利用分子育种技术,培育具有持久抗性和综合抗性的品种是小麦育种的最佳策略。生物信息学综合应用生物学知识、数学模型及计算机运算,对核酸序列和蛋白质进行研究,旨在获得具有生物学意义的信息,随着生物信息学技术的快速发展以及生物信息资源的不断丰富,基因的电子定位逐渐发展起来,该技术是基于生物信息学的基因定位技术,与传统的定位技术相比更简便快捷、成本更低。分子生物学与生物信息学技术的结合为小麦的研究提供了更加有效的方法。本研究旨在寻找与小麦抗白粉病、抗锈病相关的SSR与STS标记,构建小麦抗病分子标记数据库,并且将其定位在中国春小麦的全基因组数据库中,旨在把抗病标记进行物理定位,为基因精细定位,克隆基因等方面奠定基础。然后对能够成功定位的抗病基因进行基因的功能预测、功能注释以及KEGG分析等生物信息学研究,以期获得与小麦白粉菌、锈菌互作过程中的基因表达信息,为研究小麦病害的发病机理,发掘抗病新基因及抗病基因的精细定位和分子标记辅助育种奠定基础,本论文研究结果如下:(1)在Linux平台上,将368个抗病标记采用re-PCR方法将其定位到中国春小麦全基因组序列中,结果利用MapChart2.1软件进行作图,共有247个与抗病相关的基因被定位到了相应染色体上,其中定位到2B染色体上的最多。(2)利用Fgenesh基因功能预测软件将可以成功进行定位的小麦抗病基因进行预测,共预测出108个功能基因,将所得的108个基因的核酸序列用B1ast2go软件进行功能注释分类,成功注释的有73个功能基因,未成功注释的有35个功能基因。结果得到89条GO术语信息;属于生物学途径P的有51条,细胞组件C的23条,分子功能F的有15条,运用KEGG数据库对获得的功能基因进行代谢通路分析,共有16个功能基因编码的13种酶涉及到11个生物化学途径。(3)利用159对引物对实验中的51份小麦材料进行真实PCR检测,后进行扩增,结果利用NTSYS软件构建系统发育树,其遗传相似系数为0.66-0.90,平均0.78,在相似系数为0.75的时候,可以把51份材料分九大类。(4)利用小麦55K芯片对实验中的38份小麦品种进行SNP检测,做出UPGMA聚类图,聚类结果将38份材料分为五个亚群。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.12
【部分图文】：

技术路线

图 3.1 部分代谢通路图表 3.6 小麦功能基因基于 KEGG 的代谢通路分析酶编号 酶类型 生物化学途径 基因序列ec:5.1.3.1.3ec:3.1.3.41ec:3.2.1.26ec:3.2.1.48ec:2.5.1.29ec:3.1.2.22ec:5.1.3.1ec:3.1.3.16ec:3.1.3.16ec:3.2.1.26ec:5.1.3.1.3ec:5.1.3.1.3ec:2.5.1.29差向异构酶硝基苯磷酸酯酶转化酶α-葡萄糖苷酶二磷酸合酶水解酶差向异构酶磷酸酶磷酸酶转化酶差向异构酶差向异构酶，磷酸合酶戊糖和葡萄糖醛酸相互转化氨基苯甲酸盐降解淀粉和蔗糖代谢淀粉和蔗糖代谢淀粉和蔗糖代谢淀粉和蔗糖代谢萜类骨架生物合成脂肪酸伸长率光合生物固碳TH1 和 Th2 细胞分化T 细胞受体信号通路半乳糖代谢半乳糖代谢磷酸戊糖途径抗生素生物合成抗生素生物合成4BS_4958471_5830_31035_Lr12_Xgwm251_Yr62_Xgwm2512BL_7971013_15229_395273_2044372+4648339+_Lr32_Xbarc1282AL_6368723_26450_844958_28404032498904+_Lr13_Xgwm6302BL_8072412_19068_835277_72742057700706+_Lr13_Xgwm6302AL_6368723_26450_844958_28404032498904+_Lr13_Xgwm6302BL_8072412_19068_835277_72742057700706+_Lr13_Xgwm6304BS_4958471_5830_31035_Lr12_Xgwm251_Yr62_Xgwm2515AL_2749499_4009_39719_722063plus2520347-_Yr48_BE4950114BS_4958471_5830_31035_Lr12_Xgwm251_Yr62_Xgwm2512BL_7971013_15229_395273_2044372+4648339+_Lr32_Xbarc1282BL_7971013_15229_395273_2044372+4648339+_Lr32_Xbarc1282AL_6368723_26450_844958_28404032498904+_Lr13_Xgwm6302BL_8072412_19068_835277_72742057700706p+_Lr13_Xgwm6304BS_4958471_5830_31035_Lr12_Xgwm251_Yr62_Xgwm2514BS_4958471_5830_31035_Lr12_Xgwm251_Yr62_Xgwm25

关于51份小麦品种间的系统发育树

【参考文献】

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本文编号：2810841