基于选择清除鉴定影响枣果实大小候选基因

发布时间：2020-06-06 08:14

【摘要】：枣(Ziziphus jujuba Mill.)隶属于鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Ziziphus),具有悠久的栽培和驯化历史。枣在长期的栽培过程中,在果实大小方面形成了丰富的变异,然而导致这些变异的分子调控机制并不清楚。本研究通过两组具果实大小相对性状的种质群体进行简化基因组测序,获得SNP标记后进行亲缘关系、群体遗传结构和遗传多样性分析,解析枣品种的群体遗传关系和结构。通过多种方法鉴定的受选择区域,进一步对受选择区域所包含的基因进行基因功能及通路的生物信息学分析,并对多个分析中筛选到的基因以及其中与细胞周期调节、细胞分裂以及激素相关的候选基因在桐柏大枣和酸枣果实发育过程的相对表达量进行了比较分析,主要结果如下:(1)大果和小果群组:共获得130077个高质量的SNPs,大果类型枣种质的遗传多样性(π:0.3214)低于小果类型枣种质(π:0.3273),大果类型枣种质连锁不平衡较高,并且具有杂合的选择优势,受选择力度较高。大果和小果群组分别检测到83和149个受选择基因。(2)栽培品种和野生酸枣群组:共获得315915个高质量的SNPs,栽培品种和野生酸枣的遗传多样性分别为:π:0.3100和0.3236,野生酸枣的遗传多样性较高。不同的栽培枣品种可能由不同的酸枣独立驯化而来。四种方法鉴定到的受选择基因有124 个。(3)两个群组分析鉴定出8个参与细胞周期、细胞分裂或激素合成调控途径的重要候选基因(LOC107404981、LOC107406728、LOC107424132、LOC107426306、LOC107418232、LOC107432595、LOC107418355和LOC107411529)。对它们进行 qRT-PCR分析表明,候选基因LOC107404981、LOC107406728和LOC107418355在花后45天和75天增加较多,可能是调控枣果实大小的目的基因。(4)从'冬枣'成功克隆候选基因ZjTIFY10并构建过表达载体PRI101-AN-ZjTIFY10,利用农杆菌介导的方法进行酸枣的遗传转化,获得13个再生芽。
【图文】：

ＳＮＰ突变类型分成６类，由于测序数据可以比对到参考基因组的正负链上，因逡逑此Ｔ：Ａ＞Ｃ：Ｇ中，将Ｔ＞Ｃ和Ａ＞Ｇ归为一类（闫永才，２０１６）。逡逑大果和小果类型枣群组ＳＮＰ突变频谱如图１，由图可知，Ｔ：Ａ＞Ｃ：Ｇ和Ｃ：Ｇ＞Ｔ：Ａ逡逑为主要ＳＮＰ突变类型，且这两种主要的突变类型数量是其他四种突变类型的４倍左逡逑右；转换突变类型远大于颠换突变类型。逡逑，Ｉ邋■逡逑Ｔｙｐｅｓ邋ｏｆ邋ＳＮＰｓ逡逑Ｈｃｃ＾ｃ逡逑■邋■逡逑ＨＢ逦．ａｘ；。逡逑ｌｌｌｌｌｌ逡逑＼邋ｌ邋ｌ邋）邋ｌ邋ｉ逡逑Ｔｙｐｅｓ邋Ｏｌ邋ＳＮＰｓ逡逑图１大果和小果类型群组ＳＮＰ突变频谱逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋ＳＮＰ邋ｍｕｔａｔｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ邋ｏｆ邋ｌａｒｇｅ邋ａｎｄ邋ｓｍａｌｌ邋ｇｒｏｕｐｓ逡逑１１逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋２－Ａ邋Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋（ＰＣＡ）邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｌａｒｇｅ邋ａｎｄ邋ｓｍａｌｌ邋ｊｕｊｕｂｅ邋ｇｒｏｕｐｓ逡逑Ｎｏｔｅ：邋Ｌ邋ａｎｄ邋Ｓ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ邋ｌａｒｇｅ邋ｆｒｕｉｔ邋ａｎｄ邋ｓｍａｌｌ邋ｆｒｕｉｔ邋ｇｒｏｕｐｓ逡逑利用获得的ＳＮＰｓ，对大果和小果类型群组计进行主成分分析（ＰＣＡ）。如图２－Ａ逡逑所示，三维立体图可以发现，大果和小果枣种质群体聚类不明显，，而且大果和小果枣逡逑种质呈现重叠交互的现象，表明两个群体具有较近的亲缘关系。逡逑为了更进一步研宄大果和小果枣群体的亲缘关系和遗传结构，基于ＳＮＰ数据，逡逑构建了系统发育树（图２－Ｂ）。ＰＣＡ和系统进化树结果一致表明：两个群体的３７份枣逡逑种质遗传关系较近，彼此间有交叉出现的现象，分支不明显。由此可见，大果和小果逡逑群体的遗传分化比较低，两个群体区分不明显，序列相似性较高，具有相近的亲缘关逡逑系。逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S665.1

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本文编号：2699407