小麦抗麦红吸浆虫性状的转录组分析
发布时间：2021-10-10 08:23
麦红吸浆虫（Sitodiplosis mosellana Géhin）是严重威胁小麦产量和品质的重要虫害,选择和利用抗虫性小麦品种是防治吸浆虫为害最为有效的方法,但由于麦红吸浆虫侵染的隐蔽性和小麦抗虫机制的复杂性,导致传统的抗虫育种方法不能快速有效地培育出抗虫品种,这使得基于分子标记辅助选择（MAS）和遗传转化手段培育抗虫品种的分子育种途径成为重要选择。本课题组前期已在4A染色体长臂上定位到一个主效抗虫QTL区段,经多年多点试验结果稳定,且用于连锁分析的群体亲本6218和冀麦24表型稳定。本研究基于前期定位结果,以高抗麦红吸浆虫品种冀麦24和高感品系6218以及重组近交系（Recombinant inbred lines,RILs）和近等基因系（Near-isogenic line,NIL）为材料,利用混池转录组测序并通过一系列生物信息学分析方法找到与抗虫性相关的染色体区间,挖掘抗虫相关差异基因,并根据基因序列多态性位点开发抗虫相关标记,对小麦抗吸浆虫分子育种的开展具有重要意义。主要研究结果如下:1.通过对22个抗/感小麦样本的转录组数据进行分析,利用差异表达分析法挖掘到7个存在SNP...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
解剖镜下从虫卵到幼虫的发育过程
图 4 两个混池△SNP-index 在每条染色体上的分布图Figure 4 Distribution of all SNPs on 21 chromosomes based on △SNP-index value注：蓝色的点表示两个子代过滤后得到的 SNP 位点对应的△SNP-index 值，黑色线、紫色线和蓝色线分别表示以滑动窗口方式计算的对应窗口下△SNP-index的平均值、95%置信水平阈值和99%置信水平阈值。窗口大小为5Mb，50Kb 滑动Note: The blue points are ΔSNP-index value of high-confidence SNPs. Black line, purple line, and blue line represent theaverage value ofΔSNP-index under the corresponding window calculated by the sliding window method, the 95%confidence level threshold, and the 99% confidence level threshold, respectively. The window size is 5Mb and slides at asize of 50Kb在 99%的置信度条件下，在 2D 短臂(2DS)、3A 长臂(3AL)和 4A 长臂(4AL)上定位到 3 个 SNP 密集区间，区间大小分别为 6.5Mb、8Mb、15Mb。在这 3 个候选区间内共存在 373 个高质量的 SNP 位点(表 3)。表 3 BSR-Seq 定位候选区间
图 3 基于 RNA-seq 的基因表达模式热图 (以 log2Fold(抗虫样本/感虫样本)表示)Figure 3 Heat map showing RNA-seq based gene expression patterns (shown in terms of log2Fold (Resistant- /Susceptible- samples))注：每一行表示通过差异表达分析、BSR-Seq 分析及功能注释分析找到的差异表达基因(或基因)；每一列表示比较组合，其中 RP/SP、RB/SB、RL/SL、RL-B/SL-B、RL-U/SL-U 和 RL-P/SL-P 分别代表抗虫亲本 vs 感虫亲本、抗虫混池 vs 感虫混池、抗虫株系均值 vs 感虫株系均值、抗虫株系侵染前均值 vs 感虫株系侵染前均值、抗虫株系未侵染均值 vs 感虫株系未侵染均值和抗虫株系侵染后均值 vs 感虫株系侵染后均值。红框和绿框分别代表在相应抗虫样本中上调或下调表达的差异表达基因(或基因)。颜色饱和度反映每个差异基因(基因) log2(表达差异倍数数值的大小Note: Rows represent DEGs (or genes) revealed via differentially expression analysis, BSR-seq analysis and genefunctional annotation; columns represent contrasting groups, of which ‘RP/SP’, ‘RB/SB’, ‘RL/SL’, ‘RL-B/SL-B’,‘RL-U/SL-U’ and ‘RL-P/SL-P’ represent the groups of ‘Resistant- vs Susceptible- parent’, ‘Resistant- vs Susceptible-bulk’, ‘Average value for nine resistant- vs nine susceptible- RIL samples’, ‘Average value for three before-infectedresistant- vs three before-infected susceptible- RILs’, ‘Average value for three un-infected resistant- vs three un-infectesusceptible- RILs’, and ‘Average value for three post-infected resistant- vs three post-infected susceptible- RILs’,
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦中基于转录组测序SNP的dCAPS标记的高通量开发及验证[J]. 李磊,贡豪,顾世梁,李韬. 扬州大学学报(农业与生命科学版). 2018(04)
[2]基于简化基因组的花生InDel标记开发和功能解析[J]. 王娟,刘宇,李春娟,闫彩霞,赵小波,单世华. 植物遗传资源学报. 2019(01)
[3]水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能标记的开发和利用[J]. 王军,赵婕宇,许扬,范方军,朱金燕,李文奇,王芳权,费云燕,仲维功,杨杰. 作物学报. 2018(11)
[4]四引物扩增受阻突变体系PCR法检测慢性丙型病毒性肝炎患者白细胞介素-28B基因rs8099917位点单核苷酸多态性[J]. 魏君锋,曾艳丽,靳秀,肖二辉,毛重山,丁岗强,康谊,尚佳. 中华实用诊断与治疗杂志. 2018(03)
[5]利用BSR-Seq定位小麦品种郑麦103抗条锈病基因YrZM103[J]. 张怀志,谢菁忠,陈永兴,刘旭,王勇,闫素红,杨兆生,赵虹,王西成,贾联合,曹廷杰,刘志勇. 作物学报. 2017(11)
[6]小麦品种冀麦24抗麦红吸浆虫QTL分析[J]. 郝燕冉,温树敏,王睿辉,安雪娇,刘桂茹. 植物遗传资源学报. 2017(05)
[7]2015年全国小麦病虫害发生新特点与防治新思路[J]. 赵中华,王强,朱晓明. 中国植保导刊. 2016(08)
[8]植物抗虫基因工程的研究进展[J]. 刘一杰,薛永常. 浙江农业科学. 2016(06)
[9]功能性分子标记在小麦育种中的应用[J]. 刘国圣,张大乐. 生物技术通报. 2016(11)
[10]基于四引物扩增受阻突变体系PCR快速鉴定水稻S5基因的籼粳属性[J]. 田孟祥,张时龙,余本勋,何友勋,吴瑞,田井平,叶永印. 作物杂志. 2015(06)
博士论文
[1]基于BSR-Seq和芯片技术的抗条锈基因Yr26候选基因分析及普通小麦成株期抗条锈QTL定位[D]. 吴建辉.西北农林科技大学 2017
[2]5份小麦农家品种的抗白粉病基因分析及定位[D]. 徐晓丹.中国农业大学 2017
[3]小麦抗条锈病基因Yr41的精细定位和两个条锈菌诱导表达基因的功能研究[D]. 张紫晋.四川农业大学 2016
[4]小麦燕大1817×北农6号RIL群体农艺性状QTL定位和BSR-Seq分析[D]. 周升辉.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]小麦种质资源抗吸浆虫鉴定及分子标记筛选[D]. 张哲.河北农业大学 2018
[2]基于RNA-Seq的小麦产量性状全基因组关联分析[D]. 李洪娜.山东农业大学 2017
[3]小麦抗麦红吸浆虫QTL定位[D]. 安雪娇.河北农业大学 2015
[4]北方冬麦区137份小麦品种麦红吸浆虫抗性筛选及关联分析[D]. 金柳艳.河北农业大学 2015
[5]BSR-Seq方法定位玉米黄化突变基因[D]. 李玉荣.华中农业大学 2014
[6]小麦抗麦红吸浆虫SSR标记验证及与主要农艺性状相关分析[D]. 张丽华.河北农业大学 2009
[7]小麦品种河农215抗麦红吸浆虫基因QTL定位及资源鉴定[D]. 刘志连.河北农业大学 2008
[8]小麦品种冀麦24抗麦红吸浆虫QTL定位[D]. 王琳琳.河北农业大学 2007
本文编号：3428009
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
解剖镜下从虫卵到幼虫的发育过程
图 4 两个混池△SNP-index 在每条染色体上的分布图Figure 4 Distribution of all SNPs on 21 chromosomes based on △SNP-index value注：蓝色的点表示两个子代过滤后得到的 SNP 位点对应的△SNP-index 值，黑色线、紫色线和蓝色线分别表示以滑动窗口方式计算的对应窗口下△SNP-index的平均值、95%置信水平阈值和99%置信水平阈值。窗口大小为5Mb，50Kb 滑动Note: The blue points are ΔSNP-index value of high-confidence SNPs. Black line, purple line, and blue line represent theaverage value ofΔSNP-index under the corresponding window calculated by the sliding window method, the 95%confidence level threshold, and the 99% confidence level threshold, respectively. The window size is 5Mb and slides at asize of 50Kb在 99%的置信度条件下，在 2D 短臂(2DS)、3A 长臂(3AL)和 4A 长臂(4AL)上定位到 3 个 SNP 密集区间，区间大小分别为 6.5Mb、8Mb、15Mb。在这 3 个候选区间内共存在 373 个高质量的 SNP 位点(表 3)。表 3 BSR-Seq 定位候选区间
图 3 基于 RNA-seq 的基因表达模式热图 (以 log2Fold(抗虫样本/感虫样本)表示)Figure 3 Heat map showing RNA-seq based gene expression patterns (shown in terms of log2Fold (Resistant- /Susceptible- samples))注：每一行表示通过差异表达分析、BSR-Seq 分析及功能注释分析找到的差异表达基因(或基因)；每一列表示比较组合，其中 RP/SP、RB/SB、RL/SL、RL-B/SL-B、RL-U/SL-U 和 RL-P/SL-P 分别代表抗虫亲本 vs 感虫亲本、抗虫混池 vs 感虫混池、抗虫株系均值 vs 感虫株系均值、抗虫株系侵染前均值 vs 感虫株系侵染前均值、抗虫株系未侵染均值 vs 感虫株系未侵染均值和抗虫株系侵染后均值 vs 感虫株系侵染后均值。红框和绿框分别代表在相应抗虫样本中上调或下调表达的差异表达基因(或基因)。颜色饱和度反映每个差异基因(基因) log2(表达差异倍数数值的大小Note: Rows represent DEGs (or genes) revealed via differentially expression analysis, BSR-seq analysis and genefunctional annotation; columns represent contrasting groups, of which ‘RP/SP’, ‘RB/SB’, ‘RL/SL’, ‘RL-B/SL-B’,‘RL-U/SL-U’ and ‘RL-P/SL-P’ represent the groups of ‘Resistant- vs Susceptible- parent’, ‘Resistant- vs Susceptible-bulk’, ‘Average value for nine resistant- vs nine susceptible- RIL samples’, ‘Average value for three before-infectedresistant- vs three before-infected susceptible- RILs’, ‘Average value for three un-infected resistant- vs three un-infectesusceptible- RILs’, and ‘Average value for three post-infected resistant- vs three post-infected susceptible- RILs’,
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦中基于转录组测序SNP的dCAPS标记的高通量开发及验证[J]. 李磊,贡豪,顾世梁,李韬. 扬州大学学报(农业与生命科学版). 2018(04)
[2]基于简化基因组的花生InDel标记开发和功能解析[J]. 王娟,刘宇,李春娟,闫彩霞,赵小波,单世华. 植物遗传资源学报. 2019(01)
[3]水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能标记的开发和利用[J]. 王军,赵婕宇,许扬,范方军,朱金燕,李文奇,王芳权,费云燕,仲维功,杨杰. 作物学报. 2018(11)
[4]四引物扩增受阻突变体系PCR法检测慢性丙型病毒性肝炎患者白细胞介素-28B基因rs8099917位点单核苷酸多态性[J]. 魏君锋,曾艳丽,靳秀,肖二辉,毛重山,丁岗强,康谊,尚佳. 中华实用诊断与治疗杂志. 2018(03)
[5]利用BSR-Seq定位小麦品种郑麦103抗条锈病基因YrZM103[J]. 张怀志,谢菁忠,陈永兴,刘旭,王勇,闫素红,杨兆生,赵虹,王西成,贾联合,曹廷杰,刘志勇. 作物学报. 2017(11)
[6]小麦品种冀麦24抗麦红吸浆虫QTL分析[J]. 郝燕冉,温树敏,王睿辉,安雪娇,刘桂茹. 植物遗传资源学报. 2017(05)
[7]2015年全国小麦病虫害发生新特点与防治新思路[J]. 赵中华,王强,朱晓明. 中国植保导刊. 2016(08)
[8]植物抗虫基因工程的研究进展[J]. 刘一杰,薛永常. 浙江农业科学. 2016(06)
[9]功能性分子标记在小麦育种中的应用[J]. 刘国圣,张大乐. 生物技术通报. 2016(11)
[10]基于四引物扩增受阻突变体系PCR快速鉴定水稻S5基因的籼粳属性[J]. 田孟祥,张时龙,余本勋,何友勋,吴瑞,田井平,叶永印. 作物杂志. 2015(06)
博士论文
[1]基于BSR-Seq和芯片技术的抗条锈基因Yr26候选基因分析及普通小麦成株期抗条锈QTL定位[D]. 吴建辉.西北农林科技大学 2017
[2]5份小麦农家品种的抗白粉病基因分析及定位[D]. 徐晓丹.中国农业大学 2017
[3]小麦抗条锈病基因Yr41的精细定位和两个条锈菌诱导表达基因的功能研究[D]. 张紫晋.四川农业大学 2016
[4]小麦燕大1817×北农6号RIL群体农艺性状QTL定位和BSR-Seq分析[D]. 周升辉.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]小麦种质资源抗吸浆虫鉴定及分子标记筛选[D]. 张哲.河北农业大学 2018
[2]基于RNA-Seq的小麦产量性状全基因组关联分析[D]. 李洪娜.山东农业大学 2017
[3]小麦抗麦红吸浆虫QTL定位[D]. 安雪娇.河北农业大学 2015
[4]北方冬麦区137份小麦品种麦红吸浆虫抗性筛选及关联分析[D]. 金柳艳.河北农业大学 2015
[5]BSR-Seq方法定位玉米黄化突变基因[D]. 李玉荣.华中农业大学 2014
[6]小麦抗麦红吸浆虫SSR标记验证及与主要农艺性状相关分析[D]. 张丽华.河北农业大学 2009
[7]小麦品种河农215抗麦红吸浆虫基因QTL定位及资源鉴定[D]. 刘志连.河北农业大学 2008
[8]小麦品种冀麦24抗麦红吸浆虫QTL定位[D]. 王琳琳.河北农业大学 2007
本文编号：3428009
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/3428009.html
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