天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究
发布时间：2021-11-18 15:04
异源多倍化是植物物种形成与进化的普遍现象,常常伴随着祖先基因组的遗传、表观遗传及基因表达的变动。但天然异源多倍体形成的历史悠久,难以找寻其确切的亲本基因型。通过特定的杂交途径是一个天然异源多倍体的祖先种得以重现,将为研究祖先基因组的行为及互作提供独特的材料与视角。他人通过远缘杂交诱导天然甘蓝型油菜（Brasssica napus L.,AnAnCnCn,2n=38）中C亚基因组染色体的特异丢失,而创建了具有A基因组全部染色体的白菜祖先种（B.rapa L.,AnAn,2n=20）;将分离出的白菜祖先种与甘蓝型油菜亲本连续回交,培育出附加Cn基因组单条染色体的全套白菜-甘蓝单体附加系(B.rapa-oleracea monosomic alien additional lines,2n=21,AnAn+1Cn1-9)。本研究通过高通量测序技术,对A基因组从甘蓝型油菜中剥离...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不稳定的种间杂交单亲染色体消除机制（左）、稳定的种间杂交胚胎形成（右）
天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究13图1.2加性表达和非加性表达示意图。白色和蓝色分别代表A、B基因，圆圈的大小代表表达值的大校图片来源于Yooetal2014。Fig.2.Schematicdiagramofadditiveandnon-additiveexpression.WhiteandbluerepresentgenesAandB,andthesizeofthecirclerepresentstheexpressionvalue.FromYooetal2014.研究者认为这些表达模式的变化是决定异源多倍体形成和进化过程中细胞分化的关键因素（Yooetal2014）。植物的异源多倍化过程通常产生大量的多拷贝基因，这些基因的表达及其功能的变化即决定着细胞的分化甚至个体的进化方向（Yooetal2014）。研究过程中，可通过直接比较两个亲本与异源多倍体之间的转录本的表达贡献，发现其中同源基因对的不均等地表达现象，同时揭示同源表达偏差在组织之间的变化通常与其亲本之间不均等的基因表达贡献相关
华中农业大学2019届博士研究生学位（毕业）论文26BY1）进行基因差异表达分析，发现差异基因数目分别为15614个（47.3%）、11642个（36.9%）、13574个（42.7%）和6218个（19.3%）（表2.1）。剥离白菜RBRZS11与对应的四个天然白菜/白菜型油菜相比，依次有14184个（43.8%）、10366个（33.7%）、13034个（43.9%）和3142个（10.0%）差异表达基因（表2.2）。综上，所有比较组合中，甘蓝型油菜An亚基因组、剥离白菜RBRZS11和BY1的差异表达基因都为最少，表明甘蓝型油菜和RBRZS11与BY1的亲缘关系较近。图2.1甘蓝型油菜ZS11的异源/去异源多倍化示意图。Fig.2.1.Schematicdiagramofallogenic/deallogenicpolyploidyofBrassicanapusZS11.为了研究甘蓝型油菜的An亚基因组在分离前后，其Cn亚基因组对其表达的影响，首先鉴别出了白菜与甘蓝基因组间的25699个同源基因对，基于此将四个天然白菜/白菜型油菜和三个天然甘蓝品种分别成对组合进行基因差异表达分析，共十二个组合（表2.3）。找出所有组合间的共差异表达基因，一共973个，其中A亚基因组相对C亚基因组共上调表达基因455个，共下调表达基因518个（表2.3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国杂交籼稻DNA甲基化多样性与遗传稳定性[J]. 彭海,江光怀,张静,章伟雄,翟文学. 中国科学:生命科学. 2014(01)
[2]人工异源六倍体小麦中甲基化差异的MSAP分析[J]. 聂利红,王延召,孙其信,房卫平,谢德意. 华北农学报. 2012(02)
[3]芸薹属植物比较基因组学研究进展[J]. 李媛媛,傅廷栋,马朝芝. 植物学通报. 2007(02)
[4]植物着丝粒结构和功能的研究进展[J]. 佘朝文,宋运淳. 遗传. 2006(12)
[5]植物异源多倍体进化中基因表达的变化[J]. 庄勇,陈龙正,杨寅桂,娄群峰,陈劲枫. 植物学通报. 2006(02)
[6]埃塞俄比亚芥与白菜型油菜间六倍体杂种的获得及其生物学特性研究[J]. 栗茂腾,张椿雨,李宗芸,孟金陵. 作物学报. 2005(12)
[7]植物多倍体研究进展[J]. 代西梅,黄群策. 河南农业科学. 2005(01)
[8]甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交研究[J]. 刘忠松,官春云,李木旬,陈社员,王国槐. 中国油料作物学报. 2001(02)
[9]油菜与菘蓝和荠菜属间杂交新品系比较试验[J]. 赵合句,黄永菊,王玉叶. 湖北农业科学. 1995(01)
[10]培育刺玫月季新品种的初步研究（Ⅰ）——月季远缘杂交不亲和性与不育性的探讨[J]. 马燕,陈俊愉. 北京林业大学学报. 1990(03)
博士论文
[1]天然异源四倍体甘蓝型油菜中亚基因组的分离及互作[D]. 朱斌.华中农业大学 2016
[2]全套甘蓝型油菜—菘蓝单体异附加系及新型CMS的创建[D]. 康雷.华中农业大学 2014
[3]甘蓝型油菜—诸葛菜附加系和代换系的建立及细胞遗传学[D]. 丁力.华中农业大学 2013
[4]药用植物菘蓝与芸薹族栽培种的族间杂种合成及遗传分析[D]. 涂玉琴.华中农业大学 2009
[5]甘蓝型油菜与Lesquerella fendleri及菘蓝族间杂种的遗传研究[D]. 杜雪竹.华中农业大学 2008
本文编号：3503120
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不稳定的种间杂交单亲染色体消除机制（左）、稳定的种间杂交胚胎形成（右）
天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究13图1.2加性表达和非加性表达示意图。白色和蓝色分别代表A、B基因，圆圈的大小代表表达值的大校图片来源于Yooetal2014。Fig.2.Schematicdiagramofadditiveandnon-additiveexpression.WhiteandbluerepresentgenesAandB,andthesizeofthecirclerepresentstheexpressionvalue.FromYooetal2014.研究者认为这些表达模式的变化是决定异源多倍体形成和进化过程中细胞分化的关键因素（Yooetal2014）。植物的异源多倍化过程通常产生大量的多拷贝基因，这些基因的表达及其功能的变化即决定着细胞的分化甚至个体的进化方向（Yooetal2014）。研究过程中，可通过直接比较两个亲本与异源多倍体之间的转录本的表达贡献，发现其中同源基因对的不均等地表达现象，同时揭示同源表达偏差在组织之间的变化通常与其亲本之间不均等的基因表达贡献相关
华中农业大学2019届博士研究生学位（毕业）论文26BY1）进行基因差异表达分析，发现差异基因数目分别为15614个（47.3%）、11642个（36.9%）、13574个（42.7%）和6218个（19.3%）（表2.1）。剥离白菜RBRZS11与对应的四个天然白菜/白菜型油菜相比，依次有14184个（43.8%）、10366个（33.7%）、13034个（43.9%）和3142个（10.0%）差异表达基因（表2.2）。综上，所有比较组合中，甘蓝型油菜An亚基因组、剥离白菜RBRZS11和BY1的差异表达基因都为最少，表明甘蓝型油菜和RBRZS11与BY1的亲缘关系较近。图2.1甘蓝型油菜ZS11的异源/去异源多倍化示意图。Fig.2.1.Schematicdiagramofallogenic/deallogenicpolyploidyofBrassicanapusZS11.为了研究甘蓝型油菜的An亚基因组在分离前后，其Cn亚基因组对其表达的影响，首先鉴别出了白菜与甘蓝基因组间的25699个同源基因对，基于此将四个天然白菜/白菜型油菜和三个天然甘蓝品种分别成对组合进行基因差异表达分析，共十二个组合（表2.3）。找出所有组合间的共差异表达基因，一共973个，其中A亚基因组相对C亚基因组共上调表达基因455个，共下调表达基因518个（表2.3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国杂交籼稻DNA甲基化多样性与遗传稳定性[J]. 彭海,江光怀,张静,章伟雄,翟文学. 中国科学:生命科学. 2014(01)
[2]人工异源六倍体小麦中甲基化差异的MSAP分析[J]. 聂利红,王延召,孙其信,房卫平,谢德意. 华北农学报. 2012(02)
[3]芸薹属植物比较基因组学研究进展[J]. 李媛媛,傅廷栋,马朝芝. 植物学通报. 2007(02)
[4]植物着丝粒结构和功能的研究进展[J]. 佘朝文,宋运淳. 遗传. 2006(12)
[5]植物异源多倍体进化中基因表达的变化[J]. 庄勇,陈龙正,杨寅桂,娄群峰,陈劲枫. 植物学通报. 2006(02)
[6]埃塞俄比亚芥与白菜型油菜间六倍体杂种的获得及其生物学特性研究[J]. 栗茂腾,张椿雨,李宗芸,孟金陵. 作物学报. 2005(12)
[7]植物多倍体研究进展[J]. 代西梅,黄群策. 河南农业科学. 2005(01)
[8]甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交研究[J]. 刘忠松,官春云,李木旬,陈社员,王国槐. 中国油料作物学报. 2001(02)
[9]油菜与菘蓝和荠菜属间杂交新品系比较试验[J]. 赵合句,黄永菊,王玉叶. 湖北农业科学. 1995(01)
[10]培育刺玫月季新品种的初步研究（Ⅰ）——月季远缘杂交不亲和性与不育性的探讨[J]. 马燕,陈俊愉. 北京林业大学学报. 1990(03)
博士论文
[1]天然异源四倍体甘蓝型油菜中亚基因组的分离及互作[D]. 朱斌.华中农业大学 2016
[2]全套甘蓝型油菜—菘蓝单体异附加系及新型CMS的创建[D]. 康雷.华中农业大学 2014
[3]甘蓝型油菜—诸葛菜附加系和代换系的建立及细胞遗传学[D]. 丁力.华中农业大学 2013
[4]药用植物菘蓝与芸薹族栽培种的族间杂种合成及遗传分析[D]. 涂玉琴.华中农业大学 2009
[5]甘蓝型油菜与Lesquerella fendleri及菘蓝族间杂种的遗传研究[D]. 杜雪竹.华中农业大学 2008
本文编号：3503120
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