利用RNA-seq技术在云南山茶中解析重要分子通路与开发多态性EST-SSR

发布时间：2024-01-27 16:18

　　云南山茶(Camellia reticulata)是山茶属植物中最著名、最具经济价值的物种之一,以其花卉和茶油闻名于世。云南山茶原产中国西南,极具地区特色,适应我国西南山地和独特的高原季风气候,在花卉、油茶产业和特色旅游业中都具有重要的作用。但是,目前云南山茶遗传信息资源极其缺乏,使得我们对云南山茶与产油、花色形成和开花时间控制相关的基因及其调控机制知之甚少；也制约着利用分子标记、优异基因和丰富种质资源在现代遗传育种中的发掘利用。因此,本研究使用Illumina技术对云南山茶进行转录组测序。主要结果如下：1.应用Illumina RNA-seq技术对云南山茶的叶芽、成熟叶、花苞、花和果实五个组织的转录组分别进行建库和双端测序,获得了约311.3 x 106条高质量Reads。利用Trinity软件进行拼装,我们一共获得了141,460条Unigenes,总长约为96.1 x 106 nt。系统的转录组评估结果显示,我们获得了一个高质量的转录本数据集,适合用于SSR分子标记开发和代谢通路基因发掘等下游研究。2.通过与公共蛋白质数据库进行比对,有69,922个Unigene被注释为蛋白质编...

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 DNA测序技术发展
        1.1.1 Sanger法测序
        1.1.2 第二代测序技术(高通量测序技术)
        1.1.3 第三代测序技术
    1.2 基于二代测序技术的转录组研究概述
        1.2.1 转录组研究概述
        1.2.2 基于二代测序技术的转录组测序(RNA-seq)
        1.2.3 RNA-seq的重要应用
    1.3 云南山茶概况及研究进展概述
        1.3.1 山茶属植物的分类与地理分布
        1.3.2 山茶花产业的发展现状
        1.3.3 油茶产业发展的现状
        1.3.4 云南山茶简介
    1.4 本研究的选题依据、研究内容、研究目的与意义
第二章 山茶的实地考察及其它准备工作
    2.1 引言
    2.2 方法
        2.2.1 实地考察与测量
        2.2.2 云南山茶的人工繁殖
        2.2.3 DNA和RNA提取方法
    2.3 结果
        2.3.1 实地考察与测量
        2.3.2 云南山茶的繁殖
        2.3.3 DNA和RNA提取方法的改进与比较
    2.4 讨论
第三章 云南山茶转录组测序、组装和分析
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 植株材料和RNA样品制备
        3.2.2 测序文库的制备和Illumina测序
        3.2.3 转录组reads的前处理和de novo组装
        3.2.4 转录组序列的拼装后处理(Post-assembly processing)
        3.2.5 转录组序列的功能注释
        3.2.6 表达量分析和差异表达基因的富集分析
        3.2.7 荧光实时定量PCR检测(qRT-PCR)
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 测序和de novo组装结果的统计
        3.3.2 组装质量的评估
        3.3.3 转录组序列的注释和GO分类
        3.3.4 表达谱研究和差异表达分析
        3.3.5 qRT-PCR的实验验证
    3.4 小结
第四章 云南山茶中与油脂、类黄酮、类胡萝卜素生物合成及光周期成花诱导相关的候选基因的鉴定和表达分析
    4.1 引言
    4.2 方法
        4.2.1 候选基因的发掘
        4.2.2 基因表达分析和qRT-PCR的实验验证
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 云南山茶转录组中参与三酰甘油酯生物合成的候选基因
        4.3.2 云南山茶转录组中与光周期成花途径相关的基因
        4.3.3 云南山茶转录组中与类黄酮生物合成相关的基因
        4.3.4 云南山茶转录组中与类胡萝卜素生物合成相关的基因
        4.3.5 关于基因发掘与采样策略的讨论
    4.4 小结
第五章 单拷贝直系同源候选基因的发掘及其在云南山茶多倍体复合体起源进化研究中的应用初探
    5.1 引言
    5.2 方法
        5.2.1 转录组序列数据集
        5.2.2 单拷贝直系同源基因的数据集构建
        5.2.3 系统发育树构建
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 利用转录组数据进行单拷贝直系同源基因的构建
        5.3.2 基于单拷贝直系同源基因联合数据集的系统发育树
        5.3.3 基于全局相似性比对检验系统树中的矛盾分支
    5.4 小结
第六章 云南山茶SSR分子标记的开发
    6.1 引言
    6.2 材料和方法
        6.2.1 材料
        6.2.2 实验方法
    6.3 结果
        6.3.1 EST-SSR的查找和统计
        6.3.2 云南山茶20个SSR的实验验证
        6.3.3 预测多态性SSR的生物信息学软件CandiSSR的开发
        6.3.4 利用CandiSSR在云南山茶转录组中批量预测多态性SSR
    6.4 讨论
参考文献
附录
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3887271