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黄褐棉、达尔文棉的原位杂交研究及棉属D基因组着丝粒FISH探针筛选

2020-11-28阅读(1028)

黄褐棉、达尔文棉的原位杂交研究及棉属D基因组着丝粒FISH探针筛选

论文摘要

四倍体棉种（AD）是异源多倍体,它包含A基因组和D基因组,目前对四倍体棉种的具体供体种及其起源过程的种质歧化、棉属染色体组之间亲缘关系等仍有分歧。关于四倍体的起源研究多集中于陆地棉和海岛棉,对于四倍体野生棉黄褐棉和达尔文棉的研究很少。因此用原位杂交来研究黄褐棉和达尔文棉对棉属的起源和进化具有重大意义。本研究以黄褐棉和达尔文棉为靶DNA,进行原位杂交,研究四倍体棉种供体种、rDNA进化、二倍体棉种间关系、着丝粒探针初步筛选。研究结果如下:1.首次发现黄褐棉的一对中间随体,黄褐棉的三对45S rDNA位点都分布在A亚组染色体上,其中一对特别大,覆盖了几乎整个染色体的短臂,另外两对非常小。达尔文棉中有三对较大45S rDNA位点,分别位于3、13、18号染色体,三对弱45S rDNA位点位于6、10、14号染色体。黄褐棉45S rDNA进化机制可能与其它四倍体棉种不同。2.阿非利加棉为探针出现GISH-NOR信号,以红星草棉和石系亚1号为探针不出现GISH-NOR信号。阿非利加棉的45S rDNA的IGS序列与D基因组相似,阿非利加棉是黄褐棉和达尔文棉的A亚组供体。以二倍体D组棉种gDNA为探针时,都能出现GISH-NOR,四倍体棉种的45S rDNA的IGS序列都与D基因组相似,核型分析显示达尔文棉A亚组最短的两条染色体比D亚组最长的染色体还要长,瑟伯氏棉可能是黄褐棉的D组供体种,戴维逊氏棉最有可能是达尔文棉的D组供体种,也就是说异源四倍体棉种是多起源的。3.二倍体B、F组棉种为探针时信号与阿非利加棉为探针时相似,二倍体B、F基因组中的重复序列与二倍体A基因组亲缘关系较近,45S rDNA与二倍体D基因组的亲缘关系较近。二倍体E基因组索马里棉为探针时信号与A组栽培棉为探针时类似,二倍体E基因组的45S rDNA和重复序列与二倍体A基因组栽培棉相似。4.前有研究认为拟似棉含有A、D组重复序列,45S rDNA与二倍体A组类似。本研究中以二倍体D基因组拟似棉为探针,在黄褐棉和达尔文棉A、D亚染色体组上都有红色荧光信号,这说明拟似棉中含有A、D基因组的重复序列,这与前人研究结果一致;同时发现以二倍体D基因组拟似棉为探针有GISH-NOR信号,拟似棉45S rDNA主要还是D组类型的,这与前人研究不同。原位杂交显示斯特提棉、比克氏棉也含有A、D组重复序列,斯特提棉45S rDNA与D组亲缘关系较近,比克氏棉45S rDNA与A组栽培棉亲缘关系较近5.遗传连锁图中10号染色体中分子标记BNL3563筛选到BAC克隆150D24,原位杂交证明150D24位于二倍体D基因组和四倍体D亚组及二条A亚组染色体着丝粒区,但是并不在二倍体A、C、E基因组。测序结果显示150D24主要含有重复序列retrotransposon。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 四倍体棉花的起源
  • 1.1.1 四倍体棉种的分布
  • 1.1.2 四倍体棉种的起源
  • 1.1.3 四倍体棉种的二倍体供体种
  • 1.1.4 黄褐棉和达尔文棉的分类学研究
  • 1.2 原位杂交及其在植物基因组研究中的应用
  • 1.2.1 原位杂交技术的发展
  • 1.2.2 原位杂交的分类
  • 1.2.3 原位杂交技术在植物中的应用
  • 1.3 原位杂交在棉花中的应用
  • 1.3.1 gDNA-FISH 研究
  • 1.3.2 BAC-FISH 研究
  • 1.3.3 repetitive DNA FISH 研究
  • 1.4 45S rDNA 重复序列研究
  • 1.4.1 45S rDNA 的结构
  • 1.4.2 45S rDNA 在植物进化中应用
  • 1.4.3 多倍体中45S rDNA 位点变化
  • 1.4.4 45S rDNA 的同步进化
  • 1.4.5 棉花中45S rDNA 位点研究
  • 1.5 着丝粒与细胞学图谱
  • 1.5.1 着丝粒与细胞分裂
  • 1.5.2 细胞学图与着丝粒标记
  • 1.5.3 着丝粒区序列研究
  • 1.5.4 着丝粒区序列的分离和克隆方法
  • 第二章 材料与方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 试验所用靶 DNA 和探针
  • 2.1.2 试验所用引物
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 DNA 提取
  • 2.2.2 染色体制片
  • 2.2.3 探针的制备
  • 2.2.4 原位杂交流程
  • 2.2.5 两维筛选 BAC 文库体系:
  • 2.2.6 亚克隆
  • 2.2.7 菌落原位杂交
  • 第三章 试验结果
  • 3.1 黄褐棉的原位杂交
  • 3.1.1 以45S rDNA 为探针的原位杂交
  • 3.1.2 以二倍体A 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.3 以二倍体D 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.4 双色、多重原位杂交
  • 3.1.5 以二倍体B 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.6 以二倍体C 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.7 以二倍体E 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.8 以二倍体F 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.1.9 以二倍体G 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2 达尔文棉的原位杂交
  • 3.2.1 以45S rDNA 为探针的原位杂交
  • 3.2.2 以二倍体A 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.3 以二倍体D 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.4 双色原位杂交
  • 3.2.5 以二倍体B 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.6 以二倍体C 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.7 以二倍体E 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.8 以二倍体F 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.2.9 以二倍体G 组棉种为探针的原位杂交
  • 3.3 棉属着丝粒探针的筛选
  • 3.3.1 BAC 筛选
  • 3.3.2 BAC DNA 标记
  • 3.3.3 以四倍体棉种为靶DNA 的原位杂交
  • 3.3.4 双色原位杂交
  • 3.3.5 以二倍体D 组棉种为靶DNA 的原位杂交
  • 3.3.6 以二倍体 A 基因组棉种为靶 DNA 的原位杂交
  • 3.3.7 二倍体 C、E 组棉种为靶 DNA 的原位杂交
  • 3.3.8 亚克隆文库的建立及筛选
  • 第四章 讨论
  • 4.1 棉属的 45S rDNA 位点进化
  • 4.1.1 黄褐棉、达尔文棉随体、45SrDNA 位点比较分析
  • 4.1.2 45S rDNA 的同步进化
  • 4.1.3 黄褐棉、达尔文棉的 GISH-NOR 分析
  • 4.1.4 45S rDNA 位点、NOR、次缢痕、随体的关系
  • 4.2 黄褐棉、达尔文棉的 A、D 亚组供体种分析
  • 4.2.1 四倍体棉种 A 亚组供体种
  • 4.2.2 四倍体棉种 D 亚组供体种
  • 4.2.3 二倍体 A、D 基因组与四倍体棉种 A、D 亚组的亲源关系
  • 4.3 二倍体B、C、E、F、G 组与四倍体棉种的关系
  • 4.3.1 二倍体B 基因组异常棉
  • 4.3.2 二倍体C 基因组斯特提棉
  • 4.3.3 二倍体D 基因组拟似棉
  • 4.3.4 二倍体E 基因组索马里棉
  • 4.3.5 二倍体 F 基因组长萼棉
  • 4.3.6 二倍体 G 基因组比克氏棉
  • 4.4 棉属的着丝粒分析
  • 4.4.1 BAC 克隆150D24 与二倍体A、D 基因组的关系
  • 4.4.2 BAC 克隆150D24 序列分析
  • 4.5 关于试验方法的讨论
  • 结论
  • 图版
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历

    • 相关论文文献

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