一年生大刍草玉米转录组的比较研究及驯化相关基因鉴定作物遗传育种专业论文.docxVIP

华中农业大学2015届博士研究生学位论文3．3玉米与大刍草间转录本序列多样性分析 华中农业大学2015届博士研究生学位论文 3．3玉米与大刍草间转录本序列多样性分析 40 3．4大刍草转录组序列SSR鉴定及引物设计 。44 3．5不同物种间结构变异分析及系统发育树构建 47 3．6玉米驯化过程中直系同源基因的鉴定 49 3．7玉米及大刍草转录组可变剪切分析 51 3．7．1不同物种间可变剪切位点的差异 。52 3．7．2不同物种的可变剪切及类型 ．．54 3．7．3可变剪切与基因结构的关系 ．．58 3．8转座子插入与内含子保留关系研究 58 3．9玉米驯化过程中可变剪切水平差异研究 60 3．10玉米驯化改良过程中选择基因的鉴定 ．．62 4．讨{念 ．65 4．1转录组测序为大刍草研究提供了基因组信息 65 4．2大刍草SSR标记的开发将推动玉米的遗传改良研究 ．．65 4．3序列多样性分析有助于优异等位基因的挖掘 66 4．4基因失活是引起不同物种间序列差异的重要原因 68 4．5不同物种间的可变剪切存在显著差异 69 4．6可变剪切水平的改变增强了玉米的适应性 69 4．7可变剪切水平的改变遭受到强烈的选择作用 71 参考文献 。73 附录 89 附录1位于玉米基因间区域受到选择的大刍草特异转录本 ．．89 附录2不同重复单元SSR的分布情况 95 附录3玉米与大刍草间受正向选择的基因 ．．96 附录4玉米改良过程中遭受选择的可变剪切水平增加的基因 100 附录5玉米改良过程中遭受选择的可变剪切水平降低的基因 105 附录6与光周期相关可变剪切水平增加的基因 107 附录7作者简介及博士期间发表论文 108 jll[谢 ．109 II 万方数据 一年生大刍草．玉米转录组的比较研究及驯化相关基因鉴定摘要 一年生大刍草．玉米转录组的比较研究及驯化相关基因鉴定 摘要 玉米是世界上重要的粮食、饲料及能源作物，其总产量己跃居所有作物之首。 然而，随着世界人口的急剧增长，可耕种土地面积的大幅度缩减以及全球气候变 化的加剧，使得玉米的安全生产面临着巨大的压力。因此，合理利用野生资源， 挖掘有利等位基因，不断提高玉米的生物、非生物抗性以及单位面积产量就显得 尤为重要。本研究利用转录组测序的方法对6份大刍草品系以及10份玉米自交 系进行了苗期转录组测序，通过大刍草转录组的de甩DvD拼接及功能注释，为大 刍草的遗传研究提供了一套较为完整的转录组序列信息：同时，基于大刍草与玉 米转录组之间的序列比对，本研究剖析了大刍草与玉米之间转录本序列的多样性， 对大刍草苗期特异转录本的来源进行了追溯；最后，本研究比较了玉米与大刍草 之间直系同源基因可变剪切水平的差异，结果显示玉米的驯化过程倾向于增加基 因的可变剪切水平，以增加玉米基因转录本的多样性，从而提高玉米的生态适应 性。本研究主要结果如下： 1．通过大刍草苗期转录组测序，本研究de nOVO拼接得到了一套高质量的大刍 草苗期转录组数据，总共拼接了98，431个unigenes，其中N50及N90长度 分别为1，170 bp与322 bp，平均长度为770 bp。通过与KEGG、COG以及 Pfam等数据库进行序列相似性比对，获得了62，989个大刍草unigenes (63．99％)的注释信息。 2．玉米与大刍草之间的转录本序列比对结果显示：75％的大刍草tmigenes在二 者间高度保守；同时，本研究也发现有～10％的unigenes特异性地在大刍草 中表达，其中有721个unigenes能够很好地与拟南芥、水稻、高粱以及短柄 草的基因序列进行匹配；另外，有571个unigenes能够很好地匹配到玉米参 考基因组的基因间区域，为表达的存在／缺失变异(expressed presence／absence variations，ePAV