棉花多基因组的比对图谱构建与功能进化分析

发布时间：2021-02-23 11:00

　　本课题以棉花为研究对象,以棉花在进化过程中经历的加倍事件为线索,并引入葡萄、可可、拟南芥和西杨作为参考基因组,探索了棉花在进化过程中染色体的进化、基因组的丢失、棉纤维发育相关基因的进化情况,并对棉花在进化过程中的分离时间进行了测定。研究表明,全基因组加倍事件造成了棉花基因组的进化的不对称性,并使棉花基因组大发生了大量的基因丢失、染色体重排等现象,在二倍体棉花中,有约70%的基因丢失,四倍体棉花中,有约50%的基因发生丢失,这种丢失的规模是相当高的,并且丢失过程是随机的,符合指数分布的过程。研究发现,两个二倍体棉花杂交形成异源四倍体棉花的过程中,基因组进化呈现了偏性,即不对称性。研究对物种的分离时间进行了测定,棉花与其亲源物种可可的分离时间是38个百万年前,棉花A与棉花D的分离时间是4个百万年前,而在异源四倍体内部,亚基因组D进化速率高于亚基因组A,也显示了进化的不对称性。研究还得到了涉及棉花、可可、葡萄、拟南芥、西杨的同源共线性比对列表和图谱。本论文利用现有棉纤维发育相关基因与棉属物种和外类群物种进行了同源比对,分别在棉花A基因组、棉花D基因组、棉花AD基因组、葡萄、可可、拟南芥、西杨... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
英文缩略表
引言
第1章 文献综述
    1.1 棉花研究进展
        1.1.1 基因组研究现状
        1.1.2 棉花纤维研究现状
    1.2 植物基因组的倍增和多倍化
        1.2.1 双子叶植物基因组基因倍增研究现状
    1.3 同源基因
    1.4 共线性基因
    1.5 比较基因组学
        1.5.1 比较基因组学基本概念
        1.5.2 比较基因组学常用研究方法与工具
第2章 棉花基因组同源结构进化分析
    2.1 数据材料
        2.1.1 外类群物种的确定
    2.2 研究方法
        2.2.1 数据的获取与处理
        2.2.2 基因组内与基因组间的同源序列比对
        2.2.3 构建物种间的同源结构点阵图
    2.3 结果与分析
        2.3.1 基因组内同源结构点阵图
        2.3.2 基因组间同源结构
        2.3.3 同源区块的筛选
    2.4 本章小结
第3章 重构棉花与多倍化关联的古代子基因组同源列表
    3.1 数据材料
    3.2 研究方法
        3.2.1 基因组间的同源共线性分析
        3.2.2 同源共线性基因集合列表的构建
        3.2.3 多基因组的多重序列比对分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 同源共线性基因集合列表的构建
        3.3.2 棉花基因组的二重比对分析
        3.3.3 棉花基因组与参考基因组的二重比对分析
        3.3.4 多物种多重序列比对的分析
    3.4 本章小结
第4章 棉花基因组的基因丢失与进化时间的测定
    4.1 数据材料
    4.2 研究方法
        4.2.1 基因丢失的统计
        4.2.2 各进化节点的基因保留情况统计
        4.2.3 物种进化时间分析推断
    4.3 结果与分析
        4.3.1 基因组进化与基因丢失
        4.3.2 各物种进化节点祖先基因组含量推断
        4.3.3 物种进化时间推断
    4.4 本章小结
第5章 基因倍增和棉纤维发育相关基因家族的关联分析
    5.1 数据材料
    5.2 研究方法
        5.2.1 棉花与外类群基因组中棉纤维发育基因家族的鉴定
        5.2.2 棉纤维发育相关基因的系统发育分析
        5.2.3 正选择分析
        5.2.4 全基因组加倍与棉纤维发育相关基因的关联分析
        5.2.5 基因家族进化与相似性分析
    5.3 结果与分析
        5.3.1 棉纤维生长发育相关基因家族的确定
        5.3.2 棉纤维生长发育相关基因家族的系统发育分析
        5.3.3 正选择分析
        5.3.4 全基因组加倍与棉纤维发育相关基因的关联分析
        5.3.5 棉纤维发育相关基因的相似性分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 不同条件棉花物种的同源基因对数量和同源片段数量
附录B 棉花与外类群物种染色体的同源进化关系
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]Phytosterol content and the campesterol:sitosterol ratio influence cotton fiber development: role of phytosterols in cell elongation[J]. Shasha Deng,Ting Wei,Kunling Tan,Mingyu Hu,Fang Li,Yunlan Zhai,Shue Ye,Yuehua Xiao,Lei Hou,Yan Pei,Ming Luo.  Science China（Life Sciences）. 2016(02)
[2]直系同源基因的识别方法与数据库[J]. 杨婧,黄原,汪晓阳.  生命科学研究. 2013(03)
[3]棉子含油量研究进展与高油棉花育种可行性分析[J]. 赵永国,郭瑞星.  棉花学报. 2011(02)
[4]比较基因组学及其应用[J]. 宋雪梅,李宏滨,杜立新.  生命的化学. 2006(05)
[5]棉纤维的研究进展及发展趋势[J]. 王华锋,陈宇岳,林红.  苏州大学学报(工科版). 2003(04)



本文编号：3047479