异速生长的博弈作图模型
发布时间：2021-11-29 04:39
从细胞代谢到种群动态,许多生物学过程在大小和速率之间都存在异速尺度（幂律函数）关系。虽然这种异速尺度关系是由一定的遗传因素决定的,但由于缺少合适的分析工具,生物学家对其精确的遗传机制仍不清楚。为了定位与异速生长相关的QTLs并探究其可能的调控机制,本研究开发一个基本的统计学框架,异速生长的博弈作图模型,通过将普适的1/4幂律公式嵌入到系统作图的基本框架内,定位与幂尺度异速生长相关的QTLs,并将系统内各个组成性状的整体生长分解为独立生长和互作生长,探讨它们之间的竞争与合作模式。将模型应用于胡杨实际数据,模型成功检测到地上生物量和地下生物量异速生长相关SNP 122个,其中杂交类型位点50个,测交类型位点72个,分布在97个scaffold上。功能注释发现各个SNP都存在可能参与的生物学过程,发现部分显著的SNP与生长调节因子（Laplaze et al.,2007;Omidbakhshfard et al.,2015）和细胞分裂素合成（Dzurova et al.,2015）等相关,已被研究证实在根系发育和在不利的环境条件下根系与其它部位的协调生长产生重要作用。对胡杨异速生长的遗传解析...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２胡杨自然群体实验材料的培养过程??
ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ａｎ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ；?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?ａｒｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｍａｐ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｌｏｎｇｉｔｕｄｅｓ?ａｎｄ??ｌａｔｉｔｕｄｅｓ）??图３－２胡杨自然群体实验材料的培养过程??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｏｐｕｌｕｓ?ｅｕｐｈｒａｔｉｃａ??３．１．２表型测定??根据Ｃｌａｒｋ搭建３６０°植物表型拍照系统，此系统由携带试管自转的装盘、校正光??折射的水箱、Ｃａｎｎｏｎ拍照相机、背景灯箱和计算机组成（Ｃｌａｒｋｅｔａｌ．，２０１１）。在获取植??株图像前，将Ｃａｎｎｏｎ相机调至固定焦距和位置，随时确保水箱内无菌，保证水干无杂??质。确保拍照室内除了背景灯箱外无其它干扰光源，以减小实验误差。在固定的１２??个角度即０。、１５。、３０。、４５。、６０。、７５。、９０。、１０５。、１２０。、１３５。、１５０。、１６５。获取胡??杨试管苗全株形态图像，以ｊｐｇ格式存储在电脑中。每个试管从接种后第７天开始图像??采集，之后每隔一周采集一次，共采集５６天即８个测量时间点的胡杨幼苗植株生长形??态图像。??２０??
３．２．１群体结构分析??基于贝叶斯聚类软件ｆａｓｔＳＴＲＵＣＴＵＲＥ，使用经过质量控制和筛选得到的２５１９６９??个ＳＮＰ，对胡杨自然群体进行群体结构分析。具体如图３－５所示，每种颜色代表一个??亚群，每列代表一个样本，每列中每个颜色段代表不同亚群贡献的比例根据设置的每??个Ｋ值得到的后验概率值变化速率的变化幅度，最终确认最优的亚群数量为５，这５个??亚群分别包含?１０个（５．３５％），６个（３．２０％），?１５５个（８２．８９％），８个（４．２８％），８个（４．２８％）样??本。绝大多数个体都属于同一个群体，表明在进行后续定位分析时可以不考虑群体结??构（Ｑ矩阵）对基因定位的影响，忽略群体结构的影响。试验群体自于塔里木河流域“罗??布人村寨”附近，其不属于由全国范围内搜集的种质资源构成的植物天然群体。群体??结构分析有助于深入了解试验群体的演化状况，提高作图分析的精度。??＼?Ｖ?＜〇??＃?＃?＃?＃＃??〇?＾?ｏ?ｏ?〇??＃?＃?＃?＃＃??图３－５胡杨自然群体内１８７个个体群体结构示意图（图中红色、黄色、绿色、蓝色和紫色分别??代表亚群１、亚群２、亚群３亚群４和亚群５）??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?１８７?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＳＮＰｓ．?（Ｒｅｄ
【参考文献】：
期刊论文
[1]家鸽翼的异速生长分析[J]. 孙雨晨,康争,张子慧. 首都师范大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]利用胡杨F1代愈伤组织定位耐盐基因[J]. 王东洋,黄月娇,李欢,叶梅霞,邬荣领. 分子植物育种. 2018(19)
[3]红鳍笛鲷仔、稚鱼异速生长[J]. 程大川,马振华,江世贵. 水生生物学报. 2017(01)
[4]胡杨（Populus euphratica）叶异速生长随发育的变化[J]. 杨琼,李征珍,傅强,冯金朝. 中国沙漠. 2016(03)
[5]静态异速生长对布氏田鼠和棕色田鼠头骨识别模型的影响[J]. 花慧贞,邹波,高灵旺,李强,王庭林,常文英,杨新根,侯玉,韩金巧,王登. 农业技术与装备. 2016(01)
[6]多个部分与整体间异速生长关系的联合分析模型[J]. 周晓晶,韦春波,张巧生,闫丽,温亚朋. 农机化研究. 2015(09)
[7]调节个体发育异速生长的QTL定位方法研究[J]. 温亚朋,夏春雨,李悦,孙雁,周晓晶. 北京农业. 2014(21)
[8]异速生长和资源限制生物量模型研究的最新进展[J]. 石玉立,王林,夏振. 科学技术与工程. 2014(19)
[9]代谢异速生长理论及其在微生物生态学领域的应用[J]. 贺纪正,曹鹏,郑袁明. 生态学报. 2013(09)
[10]高通量测序技术在动植物研究领域中的应用[J]. 岳桂东,高强,罗龙海,王军一,许姣卉,尹烨. 中国科学:生命科学. 2012(02)
本文编号：3525859
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２胡杨自然群体实验材料的培养过程??
ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ａｎ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ；?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?ａｒｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｍａｐ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｌｏｎｇｉｔｕｄｅｓ?ａｎｄ??ｌａｔｉｔｕｄｅｓ）??图３－２胡杨自然群体实验材料的培养过程??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｏｐｕｌｕｓ?ｅｕｐｈｒａｔｉｃａ??３．１．２表型测定??根据Ｃｌａｒｋ搭建３６０°植物表型拍照系统，此系统由携带试管自转的装盘、校正光??折射的水箱、Ｃａｎｎｏｎ拍照相机、背景灯箱和计算机组成（Ｃｌａｒｋｅｔａｌ．，２０１１）。在获取植??株图像前，将Ｃａｎｎｏｎ相机调至固定焦距和位置，随时确保水箱内无菌，保证水干无杂??质。确保拍照室内除了背景灯箱外无其它干扰光源，以减小实验误差。在固定的１２??个角度即０。、１５。、３０。、４５。、６０。、７５。、９０。、１０５。、１２０。、１３５。、１５０。、１６５。获取胡??杨试管苗全株形态图像，以ｊｐｇ格式存储在电脑中。每个试管从接种后第７天开始图像??采集，之后每隔一周采集一次，共采集５６天即８个测量时间点的胡杨幼苗植株生长形??态图像。??２０??
３．２．１群体结构分析??基于贝叶斯聚类软件ｆａｓｔＳＴＲＵＣＴＵＲＥ，使用经过质量控制和筛选得到的２５１９６９??个ＳＮＰ，对胡杨自然群体进行群体结构分析。具体如图３－５所示，每种颜色代表一个??亚群，每列代表一个样本，每列中每个颜色段代表不同亚群贡献的比例根据设置的每??个Ｋ值得到的后验概率值变化速率的变化幅度，最终确认最优的亚群数量为５，这５个??亚群分别包含?１０个（５．３５％），６个（３．２０％），?１５５个（８２．８９％），８个（４．２８％），８个（４．２８％）样??本。绝大多数个体都属于同一个群体，表明在进行后续定位分析时可以不考虑群体结??构（Ｑ矩阵）对基因定位的影响，忽略群体结构的影响。试验群体自于塔里木河流域“罗??布人村寨”附近，其不属于由全国范围内搜集的种质资源构成的植物天然群体。群体??结构分析有助于深入了解试验群体的演化状况，提高作图分析的精度。??＼?Ｖ?＜〇??＃?＃?＃?＃＃??〇?＾?ｏ?ｏ?〇??＃?＃?＃?＃＃??图３－５胡杨自然群体内１８７个个体群体结构示意图（图中红色、黄色、绿色、蓝色和紫色分别??代表亚群１、亚群２、亚群３亚群４和亚群５）??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?１８７?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＳＮＰｓ．?（Ｒｅｄ
【参考文献】：
期刊论文
[1]家鸽翼的异速生长分析[J]. 孙雨晨,康争,张子慧. 首都师范大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]利用胡杨F1代愈伤组织定位耐盐基因[J]. 王东洋,黄月娇,李欢,叶梅霞,邬荣领. 分子植物育种. 2018(19)
[3]红鳍笛鲷仔、稚鱼异速生长[J]. 程大川,马振华,江世贵. 水生生物学报. 2017(01)
[4]胡杨（Populus euphratica）叶异速生长随发育的变化[J]. 杨琼,李征珍,傅强,冯金朝. 中国沙漠. 2016(03)
[5]静态异速生长对布氏田鼠和棕色田鼠头骨识别模型的影响[J]. 花慧贞,邹波,高灵旺,李强,王庭林,常文英,杨新根,侯玉,韩金巧,王登. 农业技术与装备. 2016(01)
[6]多个部分与整体间异速生长关系的联合分析模型[J]. 周晓晶,韦春波,张巧生,闫丽,温亚朋. 农机化研究. 2015(09)
[7]调节个体发育异速生长的QTL定位方法研究[J]. 温亚朋,夏春雨,李悦,孙雁,周晓晶. 北京农业. 2014(21)
[8]异速生长和资源限制生物量模型研究的最新进展[J]. 石玉立,王林,夏振. 科学技术与工程. 2014(19)
[9]代谢异速生长理论及其在微生物生态学领域的应用[J]. 贺纪正,曹鹏,郑袁明. 生态学报. 2013(09)
[10]高通量测序技术在动植物研究领域中的应用[J]. 岳桂东,高强,罗龙海,王军一,许姣卉,尹烨. 中国科学:生命科学. 2012(02)
本文编号：3525859
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