马属基因组和染色体快速进化的研究

发布时间：2017-04-09 03:11

  本文关键词：马属基因组和染色体快速进化的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：马和驴是公认的极为成功和重要的驯化动物。几千年来,在世界上许多地方,人们的生产和生活依靠着它们。马属动物有许多优秀的生理特性,并且它们之间的进化关系和杂交应用也吸引着人们广泛的兴趣。另一方面,相比于其他的哺乳动物,染色体的快速进化是马属动物的突出特点。因而马属是探索染色体快速进化的有价值的模型。在这里,使用二代高通量测序,我们测序和从头组装了普氏野马,蒙古马,家驴和亚洲野驴的高质量的基因组序列。另外,我们也鉴别出了部分来自于野马和蒙古马基因组的Y染色体序列。我们的进化基因组学的结果显示,家驴的种群历史是相当稳定的,但是马的种群历史是十分动态的。通过驴和马的基因组的比较分析,我们的研究结果揭示出驴的高效的能量代谢和更强的免疫力的分子基础,也反映了马的活泼的性格和优良的运动性能的分子机制。另外,我们的研究结果还向人们展示了在野马基因组上存在的十分严重的遗传瓶颈。我们识别了马属动物基因组上四种主要的染色体重排类型,即未知插入,重复插入,倒位,和移位。这些重排在染色体上的分布并不均匀。一些染色体,如X染色体,包含着更多的重排。在全基因组范围内,倒位的数目远小于插入和移位的数目。此外,我们发现重复序列"LINE_L1"和"LTR_ERV1"在重排区域显著增加。我们还在一些失活的着丝粒区发现了丰富的卫星序列,但是在新着丝粒区域没有卫星序列。相反,核糖体RNA经常出现在新着丝粒区域,但是不会出现在失活的着丝粒区。我们在驴的基因组上发现了扩张的miRNA家族和五个新型的miRNA,能够靶向减数分裂通路。这些miRNA可能与染色体的快速进化有关。另外APC/C这一大分子,它控制着姐妹染色单体分离、细胞分裂和细胞周期的G1期的建立,它既是这些miRNA的靶点,同时又是在基因组中快速进化的。我们的基因组的数据进一步丰富了马属的基因组图谱。这些基因组序列的比较分析,为人们洞察马属动物的种群历史和适应性进化提供了重要的基础。这也使得我们能够从一个独特的角度探索染色体快速进化的机理,从而提高我们对哺乳动物染色体进化的理解,同时也证明了马属是探索染色体快速进化的一个有价值的模型。这些分析和发现将有助于哺乳动物染色体进化、染色体重排和人类染色体畸变疾病的研究。
【关键词】：马属 基因组 核型 染色体进化 重复序列
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S813.1
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-10
• 缩略语表10-11
• 1 引言11-22
• 1.1 基因组学的研究领域11-12
• 1.1.1 结构基因组学11
• 1.1.2 比较基因组学11-12
• 1.1.3 功能基因组学12
• 1.1.4 生物信息学12
• 1.2 二代测序的发展12-14
• 1.2.1 Illumina/Solexa12-13
• 1.2.2. Roche/454 FLX13-14
• 1.2.3 二代测序技术在动物基因组研究中的应用14
• 1.3 马属基因组研究进展14-19
• 1.3.1 马属动物简介14-16
• 1.3.2 马属基因组进展16-18
• 1.3.3 马属动物染色体快速进化的研究18-19
• 1.4 本研究的方法、目的、意义19-22
• 1.4.1 本研究的方案、方法概述19-20
• 1.4.2 本研究的目的和意义20-22
• 2 基因组测序22-28
• 2.1 蒙古马基因组测序22-23
• 2.1.1 样本选择和测序方案22
• 2.1.2 基因组测序22-23
• 2.2 普氏野马基因组测序23-24
• 2.2.1 样本选择和测序方案23
• 2.2.2 基因组测序23-24
• 2.3 家驴基因组测序24-27
• 2.3.1 样本选择和测序方案24-25
• 2.3.2 基因组测序25-26
• 2.3.3 转录组测序26
• 2.3.4 小RNA测序26-27
• 2.4 亚洲野驴基因组测序27-28
• 2.4.1 样本选择和测序方案27
• 2.4.2 基因组测序27-28
• 3 基因组组装和注释28-40
• 3.1 蒙古马基因组28-29
• 3.2 普氏野马基因组29-30
• 3.3 家驴基因组30-36
• 3.4 亚洲野驴基因组36
• 3.5 马Y染色体序列36-40
• 4 进化基因组学分析40-55
• 4.1 杂合度和种群历史40-45
• 4.1.1 杂合度40-41
• 4.1.2 野马的遗传瓶颈41-45
• 4.1.3 种群历史45
• 4.2 系统发育重建45-46
• 4.3 基因家族的扩张和收缩46-48
• 4.4 快速进化的基因48-55
• 5 染色体结构变异分析和快速进化的研究55-77
• 5.1 全基因组同线性55-57
• 5.2 罗伯逊易位的染色体57-59
• 5.3 重排和重复序列59-63
• 5.4 着丝粒重定位63-69
• 5.5 表观的调控69-77
• 6 结论77-78
• 7 本研究的创新点和需要进一步研究的问题78-79
• 7.1 本研究的创新点78
• 7.2 需要进一步研究的问题78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-86
• 作者简介86-87

【共引文献】

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本文编号：294320