同源多倍性诱发拟南芥基因组结构变异的分析

发布时间：2017-12-15 07:19

  本文关键词：同源多倍性诱发拟南芥基因组结构变异的分析

  更多相关文章： 同源多倍化 基因组结构变异 遗传多样性 AFLP 拟南芥

【摘要】：多倍化对促进植物进化和植物基因组重组做出了突出贡献。多倍化现象普遍存在,约35%的维管植物,即15%的开花植物以及30%的蕨类植物,是在新物种产生时就已经具备了多倍性,这也表明多倍性与物种形成有重要联系。有些学者认为同源多倍体是进化的“死胡同”,因为同源多倍体的基因被大量的重复序列所遮蔽而导致基因的有效选择性降低。但也有学者认为植物的同源多倍化过程会影响减数分裂时期同源染色体的正常配对和分离,提高了基因重组频率,促进了遗传多样性。与异源多倍体相比,关于同源多倍体基因组结构变异的研究仍然较少。在目前有限的研究资料中,关于同源多倍体与其祖先二倍体之间具有怎样的进化联系、由于多倍化的发生导致植物基因组结构变异的程度如何,以及对多倍体本身造成的影响我们仍不是十分清楚。因此,本研究中,利用两代不同生态型(Col、Ler、Ws)拟南芥二倍体、同源四倍体,以及以Col型拟南芥同源四倍体为母本、二倍体为父本杂交形成的三倍体为材料,通过AFLP分子标记技术横向和纵向比较不同生态型、不同倍性、不同世代拟南芥的基因组结构变异,然后对产生的特异条带进行克隆、测序、生物信息学分析,并对测序得到的相关基因的表达量进行半定量分析。结果如下:1、以Col型同源四倍体拟南芥作为母本,二倍体作为父本,杂交获得三倍体植株。2、通过AFLP技术分析不同倍性拟南芥,即Col型二倍体、同源三倍体以及同源四倍体基因组结构,结果表明,与二倍体亲本相比,同源多倍化导致了同源多倍体基因组结构的变异,且三倍体的基因组结构变异程度大于同源四倍体。3、通过AFLP技术分析三种不同生态型的不同倍性拟南芥,即Col型、Ler型和Ws型二倍体及其同源四倍体基因组结构,结果表明,在不同生态型条件下,同源多倍化均导致了基因组结构的变异;且在产生的差异性条带中,同源四倍体相较二倍体丢失的条带数多于新增的条带数。4、通过AFLP技术分析不同世代的Ws型拟南芥二倍体及其同源四倍体发现,相邻世代的多倍体基因组结构没有发生明显的变异,这暗示着基因组结构变异可能主要发生在第一代加倍后产生的同源四倍体拟南芥中;而后来随着世代遗传,虽然基因组结构并不是一成不变的,但是发生的基因组结构变异速度却很可能大大减慢了。5、通过对三种突变体(Spoll-1、Dmc1、Prd1)在不同倍性(2x、4x)条件下与野生型拟南芥相比的研究中,证明了在四倍体倍性条件下产生的差异率(差异条带/总条带)略大于二倍体,但差异率的变化幅度不大且并没有成倍数增长,暗示了同源多倍体化后的多倍体基因组可能会对基因突变造成的的基因组结构变异产生一定的缓冲作用。6、通过对产生的特异性条带进行回收、克隆、测序和生物信息学分析发现,多倍化导致基因组结构变异的位点在基因间和基因内都存在。7、通过半定量分析与多倍化导致基因组结构变异相关的15个不同基因表达量发现,基因的表达量发生了改变,且改变的方向不同,表达量上调、下调和不变的现象均存在。实验结果表明,同源多倍化引起了基因组结构变异和基因表达量的变化。本实验为进一步研究同源多倍体基因组结构进化提供了理论基础。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q943.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩喜旺;问：同源四倍体形成的配子种类及比例是怎样的？[J];生物学通报;1996年05期

2 曲志才;;单基因座上各种同源四倍体基因的理论分离比[J];生物学教学;2008年12期

3 黄群策,梁秋霞,李玉峰,余增亮;低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应[J];激光生物学报;2003年05期

4 李红;杨岚;向增旭;;甜叶菊同源四倍体离体诱导及鉴定[J];西北植物学报;2012年08期

5 余诞年;同源四倍体的自交和遗传平衡[J];遗传学报;1979年01期

6 余诞年;同源四倍体群体的自交和遗传平衡[J];遗传学报;1980年01期

7 仲裕泉,徐杰,薛淑伦,朱凤绥;同源四倍体大麦的N-带[J];江苏农业学报;1985年03期

8 罗耀武;;同源四倍体的连锁遗传[J];河北农业大学学报;1988年04期

9 凌祖铭;吴宣福;余炳生;;同源四倍体水稻与玉米、高梁杂交的细胞胚胎学观察(简报)[J];北京农业大学学报;1992年01期

10 张华华;刘向东;卢永根;冯九焕;;同源四倍体水稻受精与胚胎形成过程的观察[J];激光生物学报;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙现超;安德荣;青玲;杨水英;;大麦条纹花叶病毒基因组结构和功能研究进展[A];中国植物病理学会2007年学术年会论文集[C];2007年

2 黄群策;;利用超低能离子束生物技术改良同源四倍体水稻的进展[A];全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年

3 黄群策;李玉峰;;离子注入后同源四倍体水稻双胚苗突变性状的表达特点[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年

4 房三虎;李亚娟;卢永根;李金泉;刘向东;;同源四倍体水稻主要农艺性状杂种优势分析[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年

5 聂庆华;曾华;雷明明;张细权;;鸡ghrelin基因组结构研究及全基因单核苷酸多态性分析[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年

6 黄群策;;利用离子束生物技术改良同源四倍体水稻的研究进展[A];中国遗传学会“第十一届全国激光生物学学术会议”暨《激光生物学报》创刊廿周年庆祝会、第十届粤港生物物理研讨会暨2012年广东生物物理学术年会会议资料[C];2012年

7 章崇玲;张华华;刘向东;;水稻同源四倍体与二倍体花粉发育的比较研究[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编（1933—2003）[C];2003年

8 张辉;唐青海;刘长明;;猪圆环病毒基因组复制机制的研究进展[A];中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第八届全国会员代表大会暨第十五次学术研讨会论文集[C];2013年

9 李玉峰;黄群策;梁运章;;离子注入对同源四倍体水稻组织培养体系的影响[A];全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年

10 代西梅;黄群策;杨旭;秦广雍;;离子注入对同源四倍体水稻生殖发育的影响[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 方福德;基因组测定 破解生命奥秘里程碑[N];人民日报;2000年

2 编译 阿胜　(欣华);HIV基因组结构成功破译[N];医药经济报;2009年

3 毛文波;全球合力成功破译杨树基因组序列[N];科技日报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 李益;蓝藻基因组结构、功能与调控模式的生物信息学研究[D];电子科技大学;2015年

2 孟华兵;白菜型油菜同源四倍体与二倍体之间盐和镉胁迫耐性的差异及其分子机理[D];浙江大学;2010年

3 陆枫;真核生物基因组结构自动注释系统研究[D];华中科技大学;2006年

4 路超;同源四倍体刺槐花序变异表型观察研究[D];北京林业大学;2010年

5 尤翠平;不同倍性鱼线粒体全基因组及肝脏转录组中线粒体相关基因分析[D];湖南师范大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘世宏;同源多倍性诱发拟南芥基因组结构变异的分析[D];郑州大学;2017年

2 徐丽娟;优质同源四倍体不结球白菜的创制及抗热性研究[D];南京农业大学;2014年

3 谷幽兰;不同倍性水稻差异性状及相关机理研究[D];郑州大学;2016年

4 林玉凤;穿心莲同源四倍体诱导、鉴别及有效成分含量测定研究[D];广州中医药大学;2016年

5 李雅婷;甜叶菊二倍体与同源四倍体生物学特性及遗传差异研究[D];南京农业大学;2015年

6 吕炜;十字花科主要作物同源四倍体创制及转录组分析[D];南京农业大学;2015年

7 李红;甜叶菊同源四倍体种质创新及生物学特性比较[D];南京农业大学;2013年

8 齐飞;基于神经网络集成的基因组结构变异检测研究[D];北京化工大学;2015年

9 黄晓然;玉米基因组大片段缺失检测算法[D];华南农业大学;2016年

10 潘荣杨;基因组选择中一步法的应用评价[D];华南农业大学;2016年

，

本文编号：1291073