基于重测序的杨树基因组重组事件的研究
发布时间：2021-05-16 06:34
杨树（Populus）是具有重要经济和生态效益的树种。在林木生物学研究领域,杨树因其基因组较小以及生长迅速等特点被选为木本植物的模式物种。在杨树减数分裂过程中,DNA序列可能产生交换和非交换产物。作为交换产物的基因转换（Gene conversion）事件能改变等位基因频率,这可能导致遗传作图群体中分子标记出现偏分离现象,从而影响遗传作图的效率。在过去的研究中,基因转换由于传统分子标记分辨率低而很难进行研究。如今,二代测序技术允许我们快速廉价地获得大量的SNP标记用于研究基因转换事件。本研究使用二代测序技术对杨树减数分裂过程中的重组事件进行识别,并对基因转换事件与分子标记偏分离的关系进行进一步的探索。实验材料是由美洲黑杨和小叶杨及其杂交F1代中随机选取的10个子代构成。我们对包括两个亲本在内的12个个体进行了全基因组重测序,两个亲本测序深度为50?,共获得62.1 Gb的长为101 bp双端短读序（paired-end reads,PE）数据;子代个体的测序深度为25?,共得到137.69 Gb长为126 bp的PE数据。这些数据经进一步过滤获得高质量的数据后用于识别SNP和单倍型分型...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 杨树概述
1.2 减数分裂重组
1.2.1 减数分裂重组的机制和产物
1.2.2 植物中减数分裂重组研究进展
1.3 林木遗传连锁图谱
1.3.1 遗传连锁图谱构建原理
1.3.2 林木遗传作图存在的问题
1.4 分子标记
1.4.1 分子标记的发展
1.4.2 SNP标记及其应用
1.5 高通量测序技术
1.5.1 二代测序技术的发展
1.5.2 高通量测序技术的应用
1.5.3 全基因组重测序策略
1.5.4 高通量测序的数据分析方法及软件
1.5.5 第三代测序技术的发展
1.6 本课题研究的目的与意义
第二章 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 样品DNA的提取和纯化
2.3 重测序文库制备和Illumina测序
2.3.1 基因组DNA打断
2.3.2 末端修复加A以及接头连接
2.3.3 切胶回收选取片段和SOLEX-PCR扩增
2.3.4 文库纯化和质检
2.4 原始数据获取以及评估
2.5 原始数据获的质量控制
2.6 测序数据比对至参考基因组
2.7 亲本单倍型分型和连接
2.7.1 构建亲本单倍型
2.7.2 筛选 1:1 分离比位点
2.7.3 单倍型连接
2.8 子代基因型识别和单倍型推断
2.9 重组事件发掘及统计
2.10 基因转换与偏分离现象
2.10.1 基因转换事件高频重组区域识别
2.10.2 分子标记分离分析
第三章 结果与分析
3.1 测序数据质量评估
3.1.1 碱基质量评估
3.1.2 碱基类型分布评估
3.2 原始数据的质量控制
3.3 序列比对和筛选
3.4 构建亲本单倍型块
3.5 子代基因型识别和单倍型判断
3.6 基因转换事件的识别
3.7 交叉事件的识别
3.8 基因转换与偏分列关系验证
3.8.1 高频重组区域识别
3.8.2 SNP标记分离分析
第四章 结论与展望
4.1 研究结论
4.2 存在问题与展望
参考文献
附录1 Perl程序代码
附录2 使用的Linux命令
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代测序技术及其应用[J]. 张得芳,马秋月,尹佟明,夏涛. 中国生物工程杂志. 2013(05)
[2]第二代测序序列比对方法综述[J]. 杨烨,刘娟. 武汉大学学报(理学版). 2012(05)
[3]第三代测序基本原理[J]. 李明爽,赵敏. 现代生物医学进展. 2012(10)
[4]植物减数分裂重组的影响因素·机制及在育种中的应用[J]. 江姗. 安徽农业科学. 2010(15)
[5]偏分离及对植物遗传作图的影响[J]. 宋宪亮,孙学振,张天真. 农业生物技术学报. 2006(02)
[6]植物的单核苷酸多态性及其在作物遗传育种中的应用[J]. 郝岗平,杨清,吴忠义,曹鸣庆,黄丛林. 植物学通报. 2004(05)
[7]美洲黑杨（Populus deltoides Marsh）×青杨（P.cathayana Rehd.）分子连锁图谱的构建[J]. 苏晓华,张绮纹,郑先武,张香华. 林业科学. 1998(06)
[8]利用RAPD标记和单株树大配子体构建马尾松的分子标记连锁图谱[J]. 尹佟明,黄敏仁,王明庥,朱立煌,翟文学. Acta Botanica Sinica. 1997(07)
硕士论文
[1]基于重测序技术的美洲黑杨×小叶杨亲本变异位点检测分析[D]. 徐后喜.南京林业大学 2015
[2]利用RAD-seq测序构建美洲黑杨×小叶杨高密度遗传连锁图谱[D]. 王莹.南京林业大学 2014
本文编号：3189168
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 杨树概述
1.2 减数分裂重组
1.2.1 减数分裂重组的机制和产物
1.2.2 植物中减数分裂重组研究进展
1.3 林木遗传连锁图谱
1.3.1 遗传连锁图谱构建原理
1.3.2 林木遗传作图存在的问题
1.4 分子标记
1.4.1 分子标记的发展
1.4.2 SNP标记及其应用
1.5 高通量测序技术
1.5.1 二代测序技术的发展
1.5.2 高通量测序技术的应用
1.5.3 全基因组重测序策略
1.5.4 高通量测序的数据分析方法及软件
1.5.5 第三代测序技术的发展
1.6 本课题研究的目的与意义
第二章 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 样品DNA的提取和纯化
2.3 重测序文库制备和Illumina测序
2.3.1 基因组DNA打断
2.3.2 末端修复加A以及接头连接
2.3.3 切胶回收选取片段和SOLEX-PCR扩增
2.3.4 文库纯化和质检
2.4 原始数据获取以及评估
2.5 原始数据获的质量控制
2.6 测序数据比对至参考基因组
2.7 亲本单倍型分型和连接
2.7.1 构建亲本单倍型
2.7.2 筛选 1:1 分离比位点
2.7.3 单倍型连接
2.8 子代基因型识别和单倍型推断
2.9 重组事件发掘及统计
2.10 基因转换与偏分离现象
2.10.1 基因转换事件高频重组区域识别
2.10.2 分子标记分离分析
第三章 结果与分析
3.1 测序数据质量评估
3.1.1 碱基质量评估
3.1.2 碱基类型分布评估
3.2 原始数据的质量控制
3.3 序列比对和筛选
3.4 构建亲本单倍型块
3.5 子代基因型识别和单倍型判断
3.6 基因转换事件的识别
3.7 交叉事件的识别
3.8 基因转换与偏分列关系验证
3.8.1 高频重组区域识别
3.8.2 SNP标记分离分析
第四章 结论与展望
4.1 研究结论
4.2 存在问题与展望
参考文献
附录1 Perl程序代码
附录2 使用的Linux命令
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代测序技术及其应用[J]. 张得芳,马秋月,尹佟明,夏涛. 中国生物工程杂志. 2013(05)
[2]第二代测序序列比对方法综述[J]. 杨烨,刘娟. 武汉大学学报(理学版). 2012(05)
[3]第三代测序基本原理[J]. 李明爽,赵敏. 现代生物医学进展. 2012(10)
[4]植物减数分裂重组的影响因素·机制及在育种中的应用[J]. 江姗. 安徽农业科学. 2010(15)
[5]偏分离及对植物遗传作图的影响[J]. 宋宪亮,孙学振,张天真. 农业生物技术学报. 2006(02)
[6]植物的单核苷酸多态性及其在作物遗传育种中的应用[J]. 郝岗平,杨清,吴忠义,曹鸣庆,黄丛林. 植物学通报. 2004(05)
[7]美洲黑杨（Populus deltoides Marsh）×青杨（P.cathayana Rehd.）分子连锁图谱的构建[J]. 苏晓华,张绮纹,郑先武,张香华. 林业科学. 1998(06)
[8]利用RAPD标记和单株树大配子体构建马尾松的分子标记连锁图谱[J]. 尹佟明,黄敏仁,王明庥,朱立煌,翟文学. Acta Botanica Sinica. 1997(07)
硕士论文
[1]基于重测序技术的美洲黑杨×小叶杨亲本变异位点检测分析[D]. 徐后喜.南京林业大学 2015
[2]利用RAD-seq测序构建美洲黑杨×小叶杨高密度遗传连锁图谱[D]. 王莹.南京林业大学 2014
本文编号：3189168
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