摩擦禾基因组重复序列分析

发布时间：2018-06-22 17:49

本文选题：摩擦禾 + 第二代测序　；参考：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：摩擦禾属于禾本科玉蜀黍族。它具有很多农艺性状,如良好的抗病性,常被用作为优质牧草。由于摩擦禾是玉米的近缘种,与玉米具有一个共同祖先,可能在玉米的起源与进化过程中扮演重要角色,所以通常认为摩擦禾是扩大玉米遗传基础的重要种质。基因组的研究对于了解一个物种十分重要。重复序列是基因组的重要组成部分。重复序列的种类繁多,其中卫星重复序列在基因组中进化较快,在不同物种间表现出在序列,拷贝数以及分布的差异。因此,卫星重复序列经常被用于染色体鉴定和核型分析。然而目前对于摩擦禾基因组以及重复序列的研究还极为有限。本论文研究中,我们对两种二倍体摩擦禾Tripsacum dactyloides var. meridonale (2n=36, MR), Tripsacum dactyloides (2n=36, DD),一种四倍体摩擦禾Tripsacum dactyloides (2n=72, DL)进行低覆盖度测序,分别得到～7G,～10G,8G数据。利用生物信息学方法分析了基因组结构及其组分含量。完成两个二倍体摩擦禾的中期染色体核型分析,四倍体摩擦禾与二倍体的重复序列分布对比,以及它们的ITS (Internal Transcribed Spacer)区序列比对。另外开展了摩擦禾间,与玉蜀黍族的近缘属间的基因组重复序列的比较分析。主要的研究结果如下：1、利用流式细胞仪的方法,对三种摩擦禾的基因组大小进行估算,以玉米B73基因组为参考基因组,测定峰值进行计算。估算结果MR, DD, DL的基因组大小分别约为3,103Mb,3,814Mb, 6,892Mb.2、利用Hiseq 2000测序平台完成双末端测序,三种摩擦禾MR, DD, DL核基因组的低覆盖度测序数据分别为7457.58Mb,10216.58Mb和8485.93Mb。3、对测序数据进行生物信息学分析,结果表明重复序列占MR, DD, DL基因组分别为63.23%、59.20%以及61.57%。其中反转座子的含量最高,分别占46.53%,42.26%,51.86%；卫星重复序列分别占14.66%,13.99%,7.19%。4、利用一组重复序列对二倍体MR, DD进行了中期染色体核型分析,对其中一些分布模式差异较大的重复序列在四倍体上也进行了染色体分布比较分析,结果表明,DD与四倍体DL在这些重复序列的染色体上分布模式非常类似,推测DL与DD的亲缘关系比DL与MR的亲缘关系近。5、为了进一步探究三种摩擦禾的亲缘关系,对它们的ITS序列进行了分析。结果证实相比于MR, DD与DL亲缘更近。6、为了研究摩擦禾的着丝粒重复序列,我们利用OsCENH3抗体对三种摩擦禾进行了染色质免疫共沉淀(ChIP),对ChIP-DNA进行测序分析,结果表明摩擦禾的着丝粒区的主要重复序列也是CentT和CRM,与玉米着丝粒重复序列的组成类似,没有检测到新类型的着丝粒重复序列。结果也说明了摩擦禾与玉米的亲缘关系非常近。7、对三种摩擦禾进行了重复序列比较分析,表明DD与DL共享聚类相对较多。对摩擦禾属、玉米属、高粱属、薏苡属进行了重复序列比较分析,发现摩擦禾属与玉米属的共享聚类最多,与高粱属共享聚类最少。表明摩擦禾属与玉米属亲缘关系最近,与高粱属最远。总之,结合三种摩擦禾的重复序列比较分析结果,重复序列在染色体的分布模式结果,ITS序列比对结果,可以推测相比于MR, DD与DL亲缘更近,而且有可能四倍体DL是由二倍体DD加倍而来。
[Abstract]:The research of genome research is very important for understanding one species . The repeated sequences are important part of the genome . The repeated sequences are important part of genome . The repeated sequences are often used in chromosome identification and karyotype analysis . The genomic structure and its components were analyzed by bioinformatics . The results showed that the genome size of three kinds of friction crops was 3.103Mb , 1016.58Mb and 8485.93Mb , respectively . The results showed that the repeat sequences accounted for 63.23 % , 59.20 % and 61.57 % of MR , DD and DL , respectively . The results showed that the highest contents of anti - transposon were 46.53 % , 42.26 % and 51.86 % , respectively .
In order to study the genetic relationship of three kinds of frictional cereals , the results show that the relationship between DD and DD is very similar to that of maize . The results show that the relationship between DD and DL is very similar .
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2

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