杨宇昕:基于温带和热带玉米群体全基因组FST和XP-EHH的选择信号检测论文

杨宇昕:基于温带和热带玉米群体全基因组FST和XP-EHH的选择信号检测论文

本文主要研究内容

作者杨宇昕,邹枨(2019)在《基于温带和热带玉米群体全基因组FST和XP-EHH的选择信号检测》一文中研究指出:【目的】玉米起源于热带地区,经过自然和人工选择,广泛的种植于温带地区。开花是玉米生长发育的中心环节,也是热带玉米向温带环境种植的主要适应性性状。鉴定玉米在驯化过程中出现的受选择基因区段,并进一步挖掘开花候选基因,为玉米的群体改良、开花遗传机理解析提供数据支撑。【方法】首先单独分析30份温带玉米自交系和21份热带玉米自交系的单倍型数据,通过过滤高缺失和等位基因频率较低的变异位点,得到高质量的SNP(single nucleotide polymorphism)标记,利用SnpEff软件对温带和热带玉米群体的基因组多态性位点进行了功能预测。其次过滤得到同时存在于温带和热带玉米的高质量SNP标记,对温带和热带玉米的基因型数据进行主成分分析(principle component analysis,PCA)以确定其群体结构,之后利用群体分化指数(fixationindex,FST)和群体间扩展单倍型纯合度(cross population extended haplotype homozygosity,XP-EHH)法分析温带和热带玉米群体间的选择信号分布情况,选择FST和XP-EHH值的top 1%为阈值,筛选得到受选择位点。通过对SNP进行功能注释得到温热带玉米群体受到选择的基因。利用agriGO工具对候选驯化基因进行功能富集分析。利用相关的生物信息学数据库对候选基因进行功能注释,进一步鉴定玉米驯化过程中的开花候选基因。【结果】通过对温热带玉米群体的高测序深度的SNP进行分析,发现热带玉米群体的SNP数目为14 123 408个,温带玉米群体的SNP数目为8 791 673个,鉴定到的SNP主要分布于基因间区。2个群体中均存在的SNP标记数目是204 752个。主成分分析表明温带和热带玉米可以显著的分为两个类群。FST选择信号的top 1%是0.3593,共鉴定到557个候选驯化基因,XP-EHH选择信号法的top 1%是3.2681,共鉴定到1 913个候选基因。鉴定到多个候选基因与玉米的开花调控密切相关,包括ZmCCT9、COL1、GRMZM2G387528。如ZmCCT9抑制开花基因ZCN8的表达,导致玉米在长日照环境下出现晚花表型,是一个重要的开花调控基因;COL1与开花促进因子FT蛋白互作,加速玉米开花以适应长日照环境;GRMZM2G387528的功能注释揭示该基因是一个光敏色素互作因子,与光周期基因ZmphyB1互作。【结论】热带玉米群体具有更高的遗传多态性,筛选到一系列参与了热带玉米和温带玉米的分化候选基因,并且重点挖掘了参与其中的玉米开花调控相关基因。

Abstract

【mu de 】yu mi qi yuan yu re dai de ou ,jing guo zi ran he ren gong shua ze ,an fan de chong zhi yu wen dai de ou 。kai hua shi yu mi sheng chang fa yo de zhong xin huan jie ,ye shi re dai yu mi xiang wen dai huan jing chong zhi de zhu yao kuo ying xing xing zhuang 。jian ding yu mi zai xun hua guo cheng zhong chu xian de shou shua ze ji yin ou duan ,bing jin yi bu wa jue kai hua hou shua ji yin ,wei yu mi de qun ti gai liang 、kai hua wei chuan ji li jie xi di gong shu ju zhi cheng 。【fang fa 】shou xian chan du fen xi 30fen wen dai yu mi zi jiao ji he 21fen re dai yu mi zi jiao ji de chan bei xing shu ju ,tong guo guo lv gao que shi he deng wei ji yin pin lv jiao di de bian yi wei dian ,de dao gao zhi liang de SNP(single nucleotide polymorphism)biao ji ,li yong SnpEffruan jian dui wen dai he re dai yu mi qun ti de ji yin zu duo tai xing wei dian jin hang le gong neng yu ce 。ji ci guo lv de dao tong shi cun zai yu wen dai he re dai yu mi de gao zhi liang SNPbiao ji ,dui wen dai he re dai yu mi de ji yin xing shu ju jin hang zhu cheng fen fen xi (principle component analysis,PCA)yi que ding ji qun ti jie gou ,zhi hou li yong qun ti fen hua zhi shu (fixationindex,FST)he qun ti jian kuo zhan chan bei xing chun ge du (cross population extended haplotype homozygosity,XP-EHH)fa fen xi wen dai he re dai yu mi qun ti jian de shua ze xin hao fen bu qing kuang ,shua ze FSThe XP-EHHzhi de top 1%wei yu zhi ,shai shua de dao shou shua ze wei dian 。tong guo dui SNPjin hang gong neng zhu shi de dao wen re dai yu mi qun ti shou dao shua ze de ji yin 。li yong agriGOgong ju dui hou shua xun hua ji yin jin hang gong neng fu ji fen xi 。li yong xiang guan de sheng wu xin xi xue shu ju ku dui hou shua ji yin jin hang gong neng zhu shi ,jin yi bu jian ding yu mi xun hua guo cheng zhong de kai hua hou shua ji yin 。【jie guo 】tong guo dui wen re dai yu mi qun ti de gao ce xu shen du de SNPjin hang fen xi ,fa xian re dai yu mi qun ti de SNPshu mu wei 14 123 408ge ,wen dai yu mi qun ti de SNPshu mu wei 8 791 673ge ,jian ding dao de SNPzhu yao fen bu yu ji yin jian ou 。2ge qun ti zhong jun cun zai de SNPbiao ji shu mu shi 204 752ge 。zhu cheng fen fen xi biao ming wen dai he re dai yu mi ke yi xian zhe de fen wei liang ge lei qun 。FSTshua ze xin hao de top 1%shi 0.3593,gong jian ding dao 557ge hou shua xun hua ji yin ,XP-EHHshua ze xin hao fa de top 1%shi 3.2681,gong jian ding dao 1 913ge hou shua ji yin 。jian ding dao duo ge hou shua ji yin yu yu mi de kai hua diao kong mi qie xiang guan ,bao gua ZmCCT9、COL1、GRMZM2G387528。ru ZmCCT9yi zhi kai hua ji yin ZCN8de biao da ,dao zhi yu mi zai chang ri zhao huan jing xia chu xian wan hua biao xing ,shi yi ge chong yao de kai hua diao kong ji yin ;COL1yu kai hua cu jin yin zi FTdan bai hu zuo ,jia su yu mi kai hua yi kuo ying chang ri zhao huan jing ;GRMZM2G387528de gong neng zhu shi jie shi gai ji yin shi yi ge guang min se su hu zuo yin zi ,yu guang zhou ji ji yin ZmphyB1hu zuo 。【jie lun 】re dai yu mi qun ti ju you geng gao de wei chuan duo tai xing ,shai shua dao yi ji lie can yu le re dai yu mi he wen dai yu mi de fen hua hou shua ji yin ,bing ju chong dian wa jue le can yu ji zhong de yu mi kai hua diao kong xiang guan ji yin 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国农业科学的杨宇昕,邹枨,发表于刊物中国农业科学2019年04期论文,是一篇关于玉米论文,选择信号论文,群体分化指数论文,群体间扩展单倍型纯合度论文,开花基因论文,中国农业科学2019年04期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国农业科学2019年04期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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