基于RNA-seq的棉花陆海渐渗系黄萎病抗性及纤维品质研究
发布时间：2022-12-10 10:45
棉花,作为世界范围内最为广泛种植的纤维作物,同时也是植物蛋白和食用油的重要来源,在人类经济和社会发展发挥着举足轻重的作用。面对日益增长的人口数量却不断减少的可用耕地面积,以及迅猛发展的现代棉纺织工业,人们对棉花产量和纤维品质提出了越来越高的要求。然而有着“棉花癌症”之称的黄萎病俨然已成为当今严重制约我国乃至全世界棉花产量及其纤维品质的最主要原因之一。因而,如何培育高产、纤维品质优异且高抗黄萎病的新品种是目前棉花育种中的亟待解决的难题。本课题组以纤维品质优异且高抗黄萎病的海岛棉品种海1和高产且适应性广的陆地棉品种中棉所36分别为供体亲本和受体亲本,杂交后以中棉所36为轮回亲本进行高代回交和自交,并借助现代分子辅助育种技术,继而成功构建陆海渐渗系群体。基于多年多环境的性状调查,分别从该陆海渐渗系群体中筛选稳定黄萎病抗性和纤维品质优异的陆海渐渗系材料,借助RNA-seq技术分别对棉花黄萎病抗性和纤维发育过程中的关键基因或重要信号通路进行研究。本研究的主要结果如下:1.棉花黄萎病抗性的相关研究（1）利用温室（大丽轮枝菌V991）、自然大田和人工病圃分别对7个陆海渐渗系材料（MBI8232、MB...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语表
第一章 前言
1.1 棉花的起源与驯化
1.2 植物染色体片段代换系的研究进展
1.2.1 染色体片段代换系的构建和特点
1.2.2 染色体片段代换系的应用
1.3 棉花黄萎病抗性相关的研究进展
1.3.1 棉花黄萎病的研究现状
1.3.2 棉花黄萎病致病机理
1.3.3 棉花抗黄萎病分子机制
1.3.4 棉花黄萎病相关转录组研究
1.4 棉花纤维发育过程及相关转录组研究
1.4.1 棉花纤维发育过程
1.4.2 棉花纤维发育的转录组研究
1.5 本研究的目的和意义
第二章 陆海渐渗系黄萎病抗性研究
2.1 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 棉花黄萎病菌株
2.1.3 实验试剂
2.1.4 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 棉花黄萎病抗性鉴定
2.2.2 陆海渐渗系遗传背景鉴定
2.2.3 棉花纤维品质性状检测
2.2.4 棉花黄萎病相关生理生化指标检测
2.2.5 棉花黄萎病转录组测序和分析
2.3 结果与分析
2.3.1 棉花黄萎病抗性鉴定
2.3.2 陆海渐渗系遗传背景鉴定
2.3.3 棉花纤维品质检测
2.3.4 棉花生理生化指标检测结果
2.3.5 棉花黄萎病转录组测序分析
2.4 讨论
2.4.1 实验条件和表型评价
2.4.2 与V991侵染相关的生理生化抗性机制
2.4.3 与V991侵染相关的基因表达变化
2.4.4 与V991侵染相关的苯丙烷代谢通路
2.4.5 与V991侵染相关的氧化还原过程
2.4.6 与V991侵染相关的植物抗性基因
第三章 棉花陆海渐渗系的纤维转录组分析
3.1 材料与方法
3.1.1 实验材料和取样
3.1.2 主要试剂耗材
3.2 实验方法
3.2.1 RNA的提取与检测
3.2.2 cDNA文库构建与测序
3.2.3 数据质量控制与参考基因组比对
3.2.4 差异表达基因分析
3.2.5 渐渗基因的预测
3.2.6 qRT-PCR验证转录组测序数据
3.3 结果与分析
3.3.1 渐渗系的表型特征和渐渗背景
3.3.2 RNA-seq和序列比对
3.3.3 差异表达基因分析
3.3.4 基因时序表达模式分析
3.3.5 差异表达基因的qRT-PCR验证
3.3.6 渐渗基因分析
3.4 讨论
第四章 全文总结与讨论
4.1 棉花黄萎病抗性相关研究
4.2 棉花纤维品质相关研究
参考文献
附录：作者简介及在读期间发表的文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同发育阶段棉纤维中木质素的沉积变化[J]. 胡文冉,范玲,谢丽霞,王乐乐. 新疆农业科学. 2016(03)
[2]导入海岛棉染色体片段对新疆陆地棉纤维品质性状的影响[J]. 宿俊吉,马麒,陈红,李黎贝,邓福军,王彩香,林海. 江苏农业学报. 2016(01)
[3]多环境下野生大豆染色体片段代换系群体农艺性状相关QTL/片段的鉴定[J]. 向仕华,王吴彬,何庆元,杨红燕,刘成,邢光南,赵团结,盖钧镒. 中国农业科学. 2015(01)
[4]棉花黄萎病研究进展[J]. 林玲,张昕,邓晟. 棉花学报. 2014(03)
[5]利用染色体片段代换系定位陆地棉株高QTL[J]. 何蕊,石玉真,张金凤,梁燕,张保才,李俊文,王涛,龚举武,刘爱英,商海红,巩万奎,白志川,袁有禄. 作物学报. 2014(03)
[6]大丽轮枝菌微菌核的萌发条件及致死温度[J]. 商文静,陈婷,白应文,杨家荣,胡小平. 菌物学报. 2013(06)
[7]棉花纤维发育早期RNA-Seq转录组分析[J]. 李锡花,吴嫚,于霁雯,张金发,范术丽,宋美珍,庞朝友,喻树迅. 棉花学报. 2013(03)
[8]大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析[J]. 王吴彬,何庆元,杨红燕,向仕华,邢光南,赵团结,盖钧镒. 作物学报. 2013(07)
[9]基于染色体单片段代换系的水稻粒形QTL定位[J]. 王军,朱金燕,周勇,杨杰,范方军,李文奇,梁国华,仲维功. 作物学报. 2013(04)
[10]陆地棉背景下海岛棉第18染色体片段置换系的培育及相关农艺性状QTL定位[J]. 付央,苑冬冬,胡文静,蔡彩平,郭旺珍. 作物学报. 2013(01)
博士论文
[1]扬麦13背景的N553染色体片段导入系的培育、评价及矮秆密穗突变体Rht23的鉴定和定位[D]. 陈树林.南京农业大学 2014
[2]染色体片段代换系的构建及产量相关性状杂种优势的遗传基础研究[D]. 申国境.华中农业大学 2014
硕士论文
[1]玉米自交系H21遗传背景的染色体片段代换系构建及产量相关性状QTL定位[D]. 张朝兴.华中农业大学 2014
[2]小麦D染色体单片段导入系的创制及相关农艺性状QTL定位研究[D]. 吴文雄.四川农业大学 2013
本文编号：3716609
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语表
第一章 前言
1.1 棉花的起源与驯化
1.2 植物染色体片段代换系的研究进展
1.2.1 染色体片段代换系的构建和特点
1.2.2 染色体片段代换系的应用
1.3 棉花黄萎病抗性相关的研究进展
1.3.1 棉花黄萎病的研究现状
1.3.2 棉花黄萎病致病机理
1.3.3 棉花抗黄萎病分子机制
1.3.4 棉花黄萎病相关转录组研究
1.4 棉花纤维发育过程及相关转录组研究
1.4.1 棉花纤维发育过程
1.4.2 棉花纤维发育的转录组研究
1.5 本研究的目的和意义
第二章 陆海渐渗系黄萎病抗性研究
2.1 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 棉花黄萎病菌株
2.1.3 实验试剂
2.1.4 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 棉花黄萎病抗性鉴定
2.2.2 陆海渐渗系遗传背景鉴定
2.2.3 棉花纤维品质性状检测
2.2.4 棉花黄萎病相关生理生化指标检测
2.2.5 棉花黄萎病转录组测序和分析
2.3 结果与分析
2.3.1 棉花黄萎病抗性鉴定
2.3.2 陆海渐渗系遗传背景鉴定
2.3.3 棉花纤维品质检测
2.3.4 棉花生理生化指标检测结果
2.3.5 棉花黄萎病转录组测序分析
2.4 讨论
2.4.1 实验条件和表型评价
2.4.2 与V991侵染相关的生理生化抗性机制
2.4.3 与V991侵染相关的基因表达变化
2.4.4 与V991侵染相关的苯丙烷代谢通路
2.4.5 与V991侵染相关的氧化还原过程
2.4.6 与V991侵染相关的植物抗性基因
第三章 棉花陆海渐渗系的纤维转录组分析
3.1 材料与方法
3.1.1 实验材料和取样
3.1.2 主要试剂耗材
3.2 实验方法
3.2.1 RNA的提取与检测
3.2.2 cDNA文库构建与测序
3.2.3 数据质量控制与参考基因组比对
3.2.4 差异表达基因分析
3.2.5 渐渗基因的预测
3.2.6 qRT-PCR验证转录组测序数据
3.3 结果与分析
3.3.1 渐渗系的表型特征和渐渗背景
3.3.2 RNA-seq和序列比对
3.3.3 差异表达基因分析
3.3.4 基因时序表达模式分析
3.3.5 差异表达基因的qRT-PCR验证
3.3.6 渐渗基因分析
3.4 讨论
第四章 全文总结与讨论
4.1 棉花黄萎病抗性相关研究
4.2 棉花纤维品质相关研究
参考文献
附录：作者简介及在读期间发表的文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同发育阶段棉纤维中木质素的沉积变化[J]. 胡文冉,范玲,谢丽霞,王乐乐. 新疆农业科学. 2016(03)
[2]导入海岛棉染色体片段对新疆陆地棉纤维品质性状的影响[J]. 宿俊吉,马麒,陈红,李黎贝,邓福军,王彩香,林海. 江苏农业学报. 2016(01)
[3]多环境下野生大豆染色体片段代换系群体农艺性状相关QTL/片段的鉴定[J]. 向仕华,王吴彬,何庆元,杨红燕,刘成,邢光南,赵团结,盖钧镒. 中国农业科学. 2015(01)
[4]棉花黄萎病研究进展[J]. 林玲,张昕,邓晟. 棉花学报. 2014(03)
[5]利用染色体片段代换系定位陆地棉株高QTL[J]. 何蕊,石玉真,张金凤,梁燕,张保才,李俊文,王涛,龚举武,刘爱英,商海红,巩万奎,白志川,袁有禄. 作物学报. 2014(03)
[6]大丽轮枝菌微菌核的萌发条件及致死温度[J]. 商文静,陈婷,白应文,杨家荣,胡小平. 菌物学报. 2013(06)
[7]棉花纤维发育早期RNA-Seq转录组分析[J]. 李锡花,吴嫚,于霁雯,张金发,范术丽,宋美珍,庞朝友,喻树迅. 棉花学报. 2013(03)
[8]大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析[J]. 王吴彬,何庆元,杨红燕,向仕华,邢光南,赵团结,盖钧镒. 作物学报. 2013(07)
[9]基于染色体单片段代换系的水稻粒形QTL定位[J]. 王军,朱金燕,周勇,杨杰,范方军,李文奇,梁国华,仲维功. 作物学报. 2013(04)
[10]陆地棉背景下海岛棉第18染色体片段置换系的培育及相关农艺性状QTL定位[J]. 付央,苑冬冬,胡文静,蔡彩平,郭旺珍. 作物学报. 2013(01)
博士论文
[1]扬麦13背景的N553染色体片段导入系的培育、评价及矮秆密穗突变体Rht23的鉴定和定位[D]. 陈树林.南京农业大学 2014
[2]染色体片段代换系的构建及产量相关性状杂种优势的遗传基础研究[D]. 申国境.华中农业大学 2014
硕士论文
[1]玉米自交系H21遗传背景的染色体片段代换系构建及产量相关性状QTL定位[D]. 张朝兴.华中农业大学 2014
[2]小麦D染色体单片段导入系的创制及相关农艺性状QTL定位研究[D]. 吴文雄.四川农业大学 2013
本文编号：3716609
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