一、水稻基因组测序和分析的研究进展（论文文献综述）
司春景[1]（2021）在《基于蛋白互作的系统遗传学方法在植物功能基因鉴别中的应用》文中研究表明将植物中的目标表型与功能基因进行关联仍是生物遗传学的研究热点之一。伴随着高通量测序技术的不断发展和广泛应用,全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study,GWAS）技术已经在多种植物中用于鉴别与目标表型相关的基因位点。目前,对拟南芥、水稻和玉米的GWAS分析已经产生了大量的研究数据,并建立了专业数据库。但由于GWAS分析存在假阳性较高的局限性,使得基于GWAS分析确定目标表型与功能基因之间的关联是一个重要挑战。因此,本文基于植物（拟南芥、水稻和玉米）的GWAS汇总数据,利用系统遗传学方法对上述问题进行了研究。首先,在拟南芥开花时间、根部形态和产量3个表型组中,本文基于GWAS数据通过Gene Rank、K-shell、Hot Net diffusion-oriented subnetworks（Hot Net2）和Knowledge Graph（KG）等多种方法对目标表型中的功能基因进行重新鉴别,并通过上述多种方法计算结果的基因富集率比较分析,验证了基于蛋白互作的系统遗传方法能够有效地提高拟南芥功能基因富集率。基于上述研究结果,本文依据GWAS数据和PPI网络拓扑结构数据,结合Gene Rank算法、综合评分算法和Hot Net2算法,提出了一个组合模型,用于提高植物目标表型功能基因富集率（最高达到40%）,并将此组合模型在拟南芥462个表型中进行应用。其次,本文将组合模型应用到农作物水稻和玉米功能基因鉴别研究中,以提高对农作物功能基因预测的效率。水稻和玉米GWAS数据经基因型插补后,基因型数量平均提高了34.47倍,并将表型与SNP之间的关系映射为表型与基因之间的关系。基于已获得的基因-表型关联数据,组合模型成功鉴别出了水稻和玉米中的目标表型功能基因,并通过对GWAS数据中目标表型的差异基因机理解析验证了目标表型与差异基因之间的关联。最后,本文采用LAMP网站架构设计并开发了植物功能基因鉴别数据库Plant GWASRank（PGR,http://47.242.161.60/Plant/）。PGR数据库提供了:1)对拟南芥、水稻和玉米3种植物多种方法结果数据的检索、浏览、分析、可视化与下载;2)组合模型在线计算、数据后台运行、结果数据离线邮件发送;3)多种方法的软件程序包下载;4)帮助等功能。综上所述,鉴于基于蛋白互作的系统遗传学方法能够提高植物功能基因鉴别的效率,本文依据GWAS数据和PPI网络拓扑结构数据,结合Gene Rank算法、综合评分算法和Hot Net2算法,提出了一个组合模型用于提高植物目标表型功能基因富集率,并在拟南芥、玉米和水稻中得到了有效应用,进而设计开发了PGR数据库实现数据共享。
张清[2]（2021）在《甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究》文中提出甘蔗被誉为是改变世界的四大作物之一,其种植推动了世界范围内的大规模的人口迁徙,深刻地影响了近代人类的文明史。甘蔗属于禾本科、甘蔗属,为全球贡献了80%的糖和40%的乙醇,是重要的糖料作物和能源作物。甘蔗割手密种是形成现代栽培种甘蔗育种过程中的两个原始种之一,它与热带种进行杂交得到的后代与热带种进行多代回交得到了现代栽培种甘蔗,提供了现代栽培种甘蔗抗逆、多分蘖等生物学性状的遗传背景。因此,甘蔗割手密种的遗传血缘使现代甘蔗杂种几乎成为了全世界所有的甘蔗种植品种。然而,甘蔗的遗传背景高度复杂,并且是多倍体,其基因组的解析相较于其他大宗作物具有更大的挑战,甘蔗属的基因组学研究相对滞后。前期,本课题组对染色体基数为X=8的同源四倍体割手密AP85-441基因组进行了解析,研究了甘蔗割手密种的演化和重要生物学性状（如抗逆、高光合和糖分积累等）的遗传基础,但对包括割手密种在内的甘蔗属起源与演化尚不清楚,特别是对割手密染色体结构的重组与不同染色体基数的基因组学均没有深入研究。为此,本研究对保持祖先染色体重组前的染色体基数为X=10的自然同源四倍体割手密Np-X基因组进行了测序组装分析,并系统分析了割手密种在甘蔗属与禾本科的演化地位。为了探究割手密种的起源和不同遗传背景的种群演化,本研究对102份重测序的割手密材料进行群体基因组学分析,揭示了割手密种的起源和不同遗传背景的割手密群体的演化规律。主要结果如下:解析保持祖先染色体重组前的割手密基因组是研究割手密系统演化和群体遗传学的基础。为了获得高质量的割手密Np-X基因组,本研究利用三代Pac Bio Sequal II平台的环形一致性测序技术（Circular Consensus Sequencing,CCS）对甘蔗割手密种Np-X进行了全基因组测序,结合全染色质构象捕获技术（High-throughput Chromosome Conformation Capture,Hi-C）和多倍体组装软件ALLHi C将割手密Np-X基因组组装完成并挂载到了染色体水平,获得了40条染色体的高质量的自然同源四倍体割手密Np-X基因组,组装得到的基因组大小为2.76 Gb,占预估基因组大小的97.50%,其Contig和Scaffold的N50分别为404 Kb和66 Mb,全基因组的挂载率为99.12%,远高于之前发表的甘蔗基因组。在这40条染色体中,分别有82.5%和65.0%的染色体有完整的着丝粒和端粒。BUSCO和CEGMA的评估表明,割手密Np-X基因组的完整度达到了95%以上,说明其基因组组装的质量较高。进一步对割手密Np-X基因组进行注释,共得到了35,830个基因,这些基因共包含122,945个等位,其中有90%以上的基因至少含有两个等位。在这些注释的基因中,约有93.67%的基因能在主要的数据库中注释到功能信息,与之前发表的割手密基因组相比,割手密Np-X基因组的组装和注释均有显着的提高。高质量等位水平的同源四倍体割手密Np-X基因组为后续的割手密系统演化和群体遗传学分析奠定了研究基础。为了揭示割手密的系统演化关系,首先,本研究系统地比较了割手密与其它包括高粱、芒草在内的近缘物种的基因组共线性,明确了染色体基数为X=10的割手密是割手密种的祖先形态,并揭示了5号和8号染色体的断开后重组是割手密种由基础染色体基数为X=10到染色体基数为X=8演化的基因组学基础,进一步明确了甘蔗割手密种的核型演化历史。而且,X=8与X=10的割手密的基因组结构比较表明了割手密祖先的5号和8号染色体的断裂重组是发生在这两条染色体的着丝粒区域,它们断裂后的着丝粒在重组的染色体上发生了失活并逐渐退化。其次,本研究也利用了同义碱基替换率（Synonymous base substitution rate,Ks）来探究甘蔗割手密种与近缘物种的系统演化关系,Ks的结果表明,割手密Np-X（X=10）与种内的割手密AP85-441（X=8）分化的时间约为0.8百万年,与甘蔗属内的热带种的分化时间约为1.6百万年,而甘蔗属与芒草属的分化时间约为4.0百万年,与高粱属的分化时间约为6.4百万年,并揭示了甘蔗属的全基因组复制事件是独立发生的。本研究进一步通过比较割手密种内（Np-X、AP85-441）及近缘物种（热带种、芒草、高粱）的长末端重复（Long terminal repeats,LTR）类型转座子（Transposon element,TE）的爆发时间来解析割手密种的系统演化关系,结果表明LTR类型TE的爆发时间与这几个物种的分化时间紧密相关,进一步确认了基于基因组共线性和Ks计算推测的割手密种的系统演化关系的结论。这些研究结果首次全面地解析了割手密种系统演化关系,为甘蔗种质资源的遗传多样性评价和新种质资源的发掘提供了重要的参考依据。甘蔗育种界关注的生物学性状主要有生物量、光合作用、糖分代谢和抗逆等。为了研究这些重要生物学性状的遗传基础,本研究对割手密的基因家族在禾本科演化中的收缩与扩张情况进行了分析,并重点关注了糖分代谢、糖分转运、C4光合以及NBS等相关基因家族,结果显示,这些基因家族的亚家族基因在割手密中均存在不同程度的扩张,其中有6个家族的扩张只发生在割手密Np-X中,而有10个家族的扩张程度在割手密Np-X和割手密AP85-441中存在差异,说明这些基因家族扩张可能与割手密的种内分化有关。另外,糖分转运是甘蔗糖分积累过程中的重要环节。为了研究甘蔗糖分转运的遗传基础,本研究利用比较基因组学手段在割手密基因组中鉴定到了105个糖分转运蛋白基因（Sugar transporter,ST）,这些糖分转运蛋白基因可以分为8个亚家族,进一步与近缘物种比较,发现多醇转运蛋白（Polyol transporter,PLT）亚家族和己糖转运蛋白（Hexose transporter,STP）亚家族基因在割手密种中发生了成员扩张,并发现这种扩张现象是由串联复制导致的,揭示了甘蔗属糖分积累的早期演化规律。为了研究甘蔗ST基因潜在的功能,本研究利用来自高糖的热带种和低糖的割手密种的226个样本的转录组进行表达谱分析,发现有50个STs在两个甘蔗种的叶片组织中呈现不同的时空表达模式,有10个STs分别在茎中特异表达和响应昼夜节律。综合代谢数据推测STP7可能是一个糖饥饿诱导的基因;STP13可能在衰老组织中介导糖分的回收;PLT11、PLT11＿T1、TMT3和TMT4可能对突破库组织的存储糖分能力的极限具有重要作用。SUT1、SUT1＿T1、PLT11、TMT4、p Glc T2和VGT3在两个甘蔗种中行使不同的功能。甘蔗重要生物学性状相关的基因家族的演化与功能的解析,为甘蔗未来的分子育种提供了证据支持。研究表明染色质的三维空间结构参与了基因表达的精确调控,并且基因组的演化会影响其三维结构的变化。而同源多倍体三维基因组学研究尚属一片空白。为了研究同源四倍体甘蔗割手密的三维基因组学特征,本研究利用Hi-C数据分析了甘蔗割手密Np-X的染色质三维结构特征,并根据一维向量（First Principal Component,PC1）对每条染色体进行A/B隔间的划分和同源染色体之间的三维结构保守性分析,结果显示,同源四倍体割手密Np-X中3-保守和2-保守的区域分别占59.9%和26.4%,而全保守的区域只占13.7%,表明了同源多倍体的同源染色体之间虽然高度相似,但是空间结构存在不保守性,可能是由于同源多倍体需要利用变化的空间结构来调控主效基因的表达进而克服多个等位引起的冗余现象。为了进一步探究重组染色体三维结构在割手密的演化过程中的变化,本研究也比较了在割手密Np-X和割手密AP85-441中发生重组的染色体（2、5、6、7、8、9）的三维结构在水稻、高粱、割手密Np-X和割手密AP85-441的演化过程中的保守性,结果显示,2、5、7和9号染色体在这几个物种中有74%～87%的同源区域的三维结构较为保守,表明了这几条染色体可能对禾本科物种的演化具有重要的意义。而且,割手密Np-X的5号和8号染色体在两个割手密材料的比较中表现出高比例的A到B隔间的转换,说明染色体的断裂重组可能促进了它们三维结构由激活状态向非激活状态的转变,进而影响了基因的表达调控和促进了割手密种内的形态特征的分化。这部分研究首次解析了同源多倍体的三维结构特征,并揭示了重组染色体三维结构在割手密及其近缘物种中的演化规律,为同源多倍体的三维基因组学研究奠定了基础。甘蔗割手密自然群体的染色体数量为36～128,具有非常丰富的多样性。为了解析甘蔗割手密种的起源与群体演化历史,本研究对采自世界各地的102份割手密材料进行重测序分析,共鉴定到了13,140,400个单碱基多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）变异集,利用鉴定到的SNP变异集进行主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）和系统演化树分析揭示了割手密可以分为四个亚群（Group I-IV）,其中Group I的割手密多样性最丰富,位于印度北部,毗邻喜马拉雅山脉,是割手密最有可能的起源地。群体结构分析明确了这四个亚群是独立起源和演化的。为了进一步研究染色体基数为X=8,9和10的割手密群体的演化历史,本研究利用这三个割手密群体的二代数据比对到割手密Np-X的基因组上,发现它们的基因组结构差异主要集中在5号和8号染色体的着丝粒区域,揭示了不同染色体基础割手密的基因组演化特征,同时也为割手密遗传背景的鉴定提供了新的思路。另外,染色体基数为X=8、9、10的割手密群体的连锁不平衡分析（Linkage Disequilibrium,LD）显示,三个群体的衰减速度为群体X=8>群体X=9>群体X=10,表明相比较而言,X=8的割手密群体具有较高频率的遗传重组。三个割手密群体的Tajima’s D值分析的结果显示,X=9和X=10的割手密群体的Tajima’s D值为负值,表明这两个群体中存在大量的低频等位基因位点,说明它们受到了自然选择。而X=8的割手密群体的Tajima’s D值为正值,可能是由于存在群体瓶颈效应。最后,本研究综合割手密群体遗传学分析的结果,首次提出了不同倍性下的染色体基数为X=8、9、10的割手密种群体的演化假说,为割手密种的群体遗传学研究提供了新的知识。综上所述,本研究获得了高质量的染色体基数为10的割手密Np-X基因组,揭示了割手密种的基因组演化以及不同染色体基数的割手密群体之间的演化,明确了割手密种的演化对基因家族的扩张与收缩和三维基因组结构的影响,并解析了甘蔗割手密种的起源及自然群体的演化。
吴凡[3]（2021）在《无芒隐子草和白花草木樨全基因组及其关键性状相关功能基因研究》文中研究说明全基因组序列是生物的基本遗传资源,是研究基因功能和分子机制的基础。利用基因组序列获取全基因组范围的DNA标记（如SNP）,进而找到调控关键性状的基因应用于分子育种,能够缩短育种时间。超旱生植物无芒隐子草（Cleistogenes songorica）具有兼性授粉的二型花,保证它能够在极端条件下生存和繁殖。草木樨（Melilotus spp.）常被用作绿肥、牧草和药用植物,由于香豆素含量高,限制它作为优良牧草的应用。然而目前无芒隐子草二型花的功能基因及草木樨香豆素生物合成相关的关键酶基因尚未见报道。本研究以“腾格里”无芒隐子草和白花草木樨为材料进行全基因组测序,结合基因组、转录组、代谢组、BSA和重测序等技术研究关键性状相关功能基因,主要研究结果如下:1.获得“腾格里”无芒隐子草高质量的染色体水平的基因组。组装的Contig版本的基因组大小为540.12 Mb,Contig N50为21.28 Mb,其中528.52 Mb挂载到20条假染色体上且端粒均被组装出来。共预测到54,383个蛋白编码基因。无芒隐子草大概在19.2百万年前（Mya）发生四倍体化事件,根据无芒隐子草与水稻（Oryza sativa）的染色体进化关系,将20条染色体拆分为A、B亚基因组,其中B2与B5、B1与B8间发生了染色体重排。进化分析表明,无芒隐子草属于虎尾草亚科,和复活草的亲缘关系更近。扩张及保守基因家族显着富集在胁迫响应相关的代谢途径,包括脂肪酸延伸、苯丙酸生物合成以及淀粉和蔗糖代谢。2.构建无芒隐子草开花基因网络共包括83个基因家族的302个基因。鉴定出12个花发育相关的转录因子（TF）基因家族的168个成员与ABCDE模型基因（AMGs）具有表达相关性。通过靶点预测和表达分析推测mi R156ab-Cs SPL17-AMG的相互作用可能参与调控二型花的分化;Cs MYB219可能在干旱胁迫下调控闭花授粉的小花发育;mi R159-Cs MYB123-B类基因可能是二型花结构分化的重要调控因子。mi R172l特异靶向Cs AP2＿9可能调控闭花授粉,mi R172l和Cs AP2＿9分别过表达水稻,发现Cs AP2＿9过表达株系表现为内稃异常,浆片变小变薄;mi R172l过表达株系表现为花丝变长,花药数量减少,证明了mi R172l和Cs AP2＿9在浆片、花丝和花药发育中的作用。3.组装获得白花草木樨（2n=16）的Contig版本基因组大小为1.05 Gb,Contig N50为7.49 Mb,其中1.04 Gb被挂载到8条假染色体上。共预测到41,910个基因。进化分析表明,白花草木樨与蒺藜苜蓿亲缘关系最近,二者约在14.16 Mya分化。白花草木樨基因组中71.42%为重复序列,其中长末端重复（LTR）占基因组的54.99%,完整LTR在白花草木樨和蒺藜苜蓿分化之后大量插入（0.05～0.85Mya）,具有不同于其他三种豆科物种的插入模式,且相对年轻活性较强。4.对不同地理区域的94份草木樨种质进行全基因组重测序分析,鉴定到4,999,288个SNPs和606,387个In Dels。分析表明白花草木樨和黄花草木樨之间存在基因渗透,基因流向为白花草木樨流向黄花草木樨。连锁不平衡分析表明黄花草木樨的遗传多样性较大。白花草木樨和黄花草木樨在第四纪冰期（0.01-2 Mya）内约0.2 Mya经历了种群大小持续下降,LTR在该时间段内的大量插入可能有助于种群渡过逆境。选择清除分析鉴定到2个与花色相关的基因、5个与香豆素生物合成相关的基因。GWAS分析鉴定出2个与叶片蜡质生物合成有关的MAH1基因;同时鉴定出与细胞壁发育相关的XGT和XXT1基因。5.构建了草木樨香豆素生物合成通路并鉴定了通路上的13个基因家族的成员。结合白花草木樨近等基因系（NILs）的加权共表达分析和BSA（Bulked segregant analysis）分析鉴定出8个香豆素生物合成相关的候选基因。通过NILs代谢组分析鉴定出差异代谢物包括香豆酸、香豆酸糖苷和简单香豆素,推测BGLU（β-glucosidase）在香豆素生物合成中具有重要作用。鉴定出的BGLU基因簇可能调控香豆素的生物合成,通过大肠杆菌异源表达和白花草木樨过表达MaBGLU1基因,证明MaBGLU1酶能够水解东莨菪苷为东莨菪内酯,且BGLU1在NILs中的非同义变异导致了酶活性的差异。q RT-PCR分析表明,和对照草木樨相比过表达MaBGLU1阳性植株的MaBGLU1相对表达量明显增加。
马硕[4]（2020）在《NGS技术在转基因作物分子特征解析中的应用前景分析》文中研究指明分子特征是指转基因植物中外源DNA片段在受体基因组中的整合、表达以及遗传稳定性等方面的信息,主要内容有插入外源基因的拷贝数、插入位点的侧翼序列、插入序列的完整性、是否有载体骨架序列的插入等。分子特征是研发者筛选和鉴别转化体重要依据,也是转基因植物安全评价的主要内容。目前,插入外源基因的拷贝数可以通过Southern杂交、荧光定量PCR或数字PCR等方法进行解析,插入位点和侧翼序列可以通过基于PCR的染色体步移技术获得。这些技术适用于解析外源插入片段整合情况比较简单的转基因作物的分子特征,但对于同一位点插入多个拷贝等复杂整合情况、包含多个外源基因的复合性状转基因作物、以及应用基因编辑和合成生物学等技术研发的新型转基因作物的分子特征的解析往往不够精准。随着DNA测序技术的发展和大数据时代的到来,NGS（Next Generation Sequencing）技术以其高通量、灵敏度高、可操作性强、和可重复性强等特点,为精准解析转基因植物的分子特征提供了新的技术方案。本研究在对NGS测序技术的发展、NGS技术在转基因植物分子特征解析中的应用、以及国外转基因植物安全评价中对高通量测序数据的要求等背景调研的基础上,总结了NGS技术解析转基因作物分子特征的技术方法,对NGS测序和传统方法解析转基因作物分子特征的技术原理与结果进行了系统的比较,并将NGS不同测序平台的测序结果及数据处理方式进行了对比。主要研究内容与结果如下:1.建立了NGS技术解析转基因作物分子特征的技术方法。以转基因抗草甘膦水稻G2-7转化体及其亲本中花11为样本,利用Illumina NovaSeq 6000平台进行全基因组测序,共获得了129.72Gb的测序数据,通过与水稻参考基因组和转基因载体序列的比较,确定了G2-7转化事件的外源基因为单拷贝插入,无质粒骨架的插入,插入位点为水稻Oryza sativa Japonica Group 1号染色体,造成了水稻基因组16 bp的缺失和插入外源DNA参考序列两端共49 bp的缺失,并用序列拼接的方法找到了插入位置左右分别375 bp和353 bp的侧翼序列,证明了使用NGS技术和生物信息学方法相结合的方法,能够为评估转基因植物的安全性提供节省时间和成本的有效方法。2.对整合情况较为复杂的转化体的分子特征解析。用Illumina HiSeq 4000平台对转基因抗草甘膦水稻G2-6转化体及其亲本中花11进行全基因组测序,深度分别为20×、30×、40×、70×,共获得了149.35 Gb的测序数据,用PacBio Sequal平台对抗草甘膦水稻G2-6转化体及其亲本中花11进行全基因组测序,数据量为20 Gb。通过Illumina平台和PacBio平台测序结果结合的方法对G2-6转化体进行了分子特征解析,确定了G2-6转化事件的外源基因为单拷贝插入,无质粒骨架的插入,插入位点为水稻Oryza sativa Japonica Group 8号染色体,造成了水稻基因组31bp的缺失和插入外源DNA参考序列两端共69 bp的缺失,将Illumina和PacBio的测序数据结合分析,获得了传统方法无法获得的插入位点左右两端分别为278 bp和773 bp的侧翼序列,并发现了G2-6转化体3’端的一段482 bp的非预期插入序列,说明PacBio测序平台在解决复杂的外源DNA串联、重复等情况有独特的优势。3.对NGS测序技术在转基因安全评价中的应用过程中的一些技术方法进行了比较,包括不同的测序平台、不同的数据分析软件以及不同测序深度进行了对比,本研究中使用Illumina和PacBio测序结果进行分子特征解析能够得到拷贝数、插入位点、载体骨架插入方面一致的结论,对于复杂转化体的侧翼序列,可以用PacBio测序结合Sanger测序结果进行分析;本研究中对Illumina测序结果分析使用的两种比对分析软件和可视化软件均能得到一致的结论,在软件的选择上可以根据测序数据量及参考序列大小进行选择;在同批次建库测序的条件下,Illumina测序获得的数据量与测序深度成正比,在进行侧翼序列组装时,建议使用30×以上的测序数据,确保接合区获得的数据量充足。以上结果为NGS在转基因作物安全评价中的应用提供了参考。综上,本论文的研究结果表明,NGS技术在解析转基因作物的分子特征方面能够得到与传统方法相当的结果,并且在解析复杂整合体的分子特征时能够克服传统方法的不足,有着更高效、快速的优势。本文为NGS技术在我国转基因生物安全评价中的应用提供了理论支撑。
朱晨桥[5]（2020）在《柑橘模式材料的开发与金柑属植物系统发育学研究》文中研究指明柑橘是世界最重要的果树作物和贸易农产品之一,但柑橘的童期长、种子多胚性、植株高大、基因组高度杂合等生物学特点,限制了其基因功能和遗传学研究的进展。山金柑（Fortunella hindsii）属于芸香科（Rutaceae）、金柑属,具有完整柑果结构、童期极短、植株矮化等突出特点,本课题组在2009年的资源调查中发现了具有单胚特点的山金柑株系,是目前最有潜力成为柑橘“模式”实验材料的种质。本研究围绕进一步开发和科学利用单胚山金柑,即个体小、童期短、杂交容易（单胚）、纯合度高的实验材料,开展了相关研究;创建了单胚山金柑纯和自交系,评价了单胚山金柑的主要农艺性状,以单胚山金柑作为母本进行种间杂交实验、创建了遗传群体;利用纯系材料测序、组装了山金柑基因组,并基于转录组和基因组分析,对山金柑生活史基因共表达模式和早花机理进行了初步探索;基于核SSR、叶绿体扩增序列和全基因组SNP,对金柑属植物进行了系统发育、遗传多样性、群体结构和种群动态等分析,解析了金柑属系统发育地位和种群分化历史,提出了栽培金柑起源的新观点。主要研究结果简述如下:1. 山金柑纯系创建、栽培评价和杂交群体创制扩繁了单胚山金柑自交第二代（S2）118个株系、自交第三代（S3）28个株系,利用n SSR分子标记筛选了一系列纯合度>90%的高纯合材料;其中,单株S3y-45杂合度低至0.62%。评价了单胚山金柑的重要农艺性状,发现～70%的实生苗可在当年成花（童期约8个月）,单胚性状稳定（单胚率>90%）,植株极矮化（一年生实生苗平均株高15.29cm）;以嫁接苗首次坐果数作为评价标准,在自交系中筛选了一系列单胚优系材料,其中‘S2f-179’第一年（首次）平均坐果数最高,达到了5.90个。构建了单胚山金柑PN02（F.hindsii）×滑皮金柑（F.crassifolia）种间杂交群体,获得了包含222个杂种子代的F1群体;基于F1群体中的单胚单株,繁育了F2群体,目前获得了包含713个单株的F2群体。2. 山金柑基因组测序、基因共表达模式分析及早花机理初探以纯系材料‘S3y-45’作为材料,使用Pacbio、Illumina和10X genomics平台测序、组装了山金柑基因组1.0,组装大小373.6 Mb,contig-N50=2.21 Mb,scaffold-N50=5.16 Mb。注释到了32,257个蛋白编码基因,其中的12,360个基因在9个柑橘亚科植物基因组中具有直系同源基因,986个是山金柑特有基因。基于低拷贝基因的系统发育分析揭示了,相比于枳（Poncirus）,山金柑与柑橘属主要栽培种质,如柚（C.grandis）、枸橼（C.medica）、橙（C.sinensis）等有较近的系统发育关系,与橘（C.reticulata）最近,两者约分化于5.32百万年前。对山金柑生活史13个不同组织进行了转录组测序并进行了WGCNA分析,鉴定了27个共表达模块;对比山金柑与柚和柠檬的86个成花发育关键基因的表达水平,发现31个基因差异表达,其中的18个涉及成花诱导阶段。对山金柑SPL基因家族进行了鉴定,发现了19个Fh SPLs;系统发育分析表明山金柑比甜橙多了2个SPL3/4/5（内源成花诱导途径关键基因）同源拷贝:Fh SPL7/9;进一步的定量表达实验,验证了Fh SPL7/9在成熟叶片、茎、腋芽分生组织中上调表达,并与光周期成花诱导关键基因SOC1的表达呈正相关（r=0.94）,与抑制成花发育的mi R156a表达负相关（r=-0.91）。3. 金柑属植物系统发育分析利用46个核SSR和5个叶绿体位点对38份金柑属种质资源进行了遗传多样性、群体结构和系统发育分析。结果显示,金柑属植物核遗传多样性较高（Na=4.34;Ne=2.27;Ho,He,u He=0.49）,叶绿体的遗传多样性较低（Hd=0.693;Pi=0.00073;Nh=13）。结合Nei氏遗传距离聚类和叶绿体系统发育树,证明了金柑属独立的种系起源。PCo A分析和群体结构分析表明,金柑属内包含两大种群:栽培金柑（罗浮、罗纹和金弹）和山金柑。对15份栽培金柑种质和15份野生山金柑进行了基于基因组SNP的群体遗传学分析。PCA和群体结构分析都验证了金柑属内“栽培金柑—山金柑”两大种群的遗传结构;在栽培金柑内,显示了清晰的“罗浮（F.margarita）—金弹（F.crassifolia）”遗传结构;所有罗纹（F.japonica）材料都显示了罗浮和金弹混合的遗传背景,表明罗纹可能起源于罗浮和金弹的杂交或回交;但这三个栽培种间的遗传分化指数Fst均大于0.25,证明它们都应有“种”（species）的地位。栽培金柑种群的基因组SNP多样性水平（Pi=0.12,Theta=0.10）显着低于山金柑种群（Pi=0.23,Theta=0.26）,两个种群的Tajima’s D、Fu&Li’s D*、Fu&Li’s F*值均显着背离0,拒绝中性进化检验,说明它们的进化过程中都经历了定向选择。连锁不平衡分析结果显示,栽培金柑种群的连锁不平衡强度高,连锁不平衡衰减速度慢,衰减距离更长,说明栽培金柑种群经历的选择强度更高,暗示其经历了人工选择。种群动态分析发现,栽培金柑祖先和山金柑祖先分别在距今70-120万年前和30-60万年前各经历了一次与第四纪冰期相关的种群缩减,而后,栽培金柑在距今1-2万年前又经历了一次急速的种群扩张。以上结果暗示了金柑属在与橘分支分化后至第四纪冰河期开始前已经有了一定的种群分化,栽培金柑的祖先种群的地理分布更北,栽培金柑经历的急速种群扩张很可能与人类的选择和驯化有关。
耿雷跃[6]（2020）在《基于连锁和关联分析的水稻耐盐性QTL定位与候选基因发掘》文中研究说明土壤盐渍化是妨碍作物正常生长,影响作物高产稳产和种植面积扩大的重要限制性因素。种植水稻是改良和利用盐渍化土壤的经济有效途径之一,而水稻耐盐性遗传改良是在盐渍化土壤种植水稻的基础。水稻耐盐基因定位是水稻耐盐基因克隆和分子育种的必要条件,对推动水稻耐盐育种具有重要意义。本研究针对至今关于水稻耐盐QTL初步定位报道较多,而发掘耐盐基因较为困难的难题,通过水稻耐盐性梯度试验,建立耐盐性鉴定评价技术方法;以RIL群体和关联群体为研究材料,在温室和田间盐胁迫环境下开展分蘖期耐盐性的多年重复鉴定评价;利用全基因组重测序技术,通过连锁分析和全基因组关联分析分析策略,定位水稻耐盐性QTL位点;在盐胁迫和正常环境下,对RIL群体2个亲本以及耐盐显着差异家系开展RNA-seq分析,利用生物信息学方法进行水稻耐盐候选基因预测分析。其研究结论如下:1明确水稻分蘖期耐盐性鉴定的最适盐胁迫浓度为0.5%,表型调查最佳时间为盐胁迫处理4-6周后,以耐盐等级作为评价指标,可以准确鉴别水稻种质耐盐性差异。利用此鉴定方法对2886份水稻种质资源进行耐盐性鉴定,筛选出137份相对耐盐种质,为水稻耐盐遗传机理研究和新品种选育提供重要的资源支撑。2由吉冷1号×密阳23构建的RIL群体中,检测到1.81M高质量SNP标记,利用“滑动窗口”策略将上述SNP标记简化为3061个Bin标记。构建总长1408.03 cM、平均间距0.48 cM的高密度遗传图谱。该遗传图谱与水稻参考基因组具有较高的共线性,能够快速准确定位株高、生育期等高遗传力性状相关基因。基于上述RIL群体耐盐性鉴定结果,定位了12个耐盐相关QTL位点,其中6个是在不同环境下能够重复检测到的稳定QTL。搜索稳定QTL置信区间内已克隆基因,筛选到4个已知水稻耐盐相关基因:OsNAPL6、OsRR22、ONAC106和ONAC063。3利用关联群体开发了1.31M高质量SNP标记,估计群体LD衰减距离约为475 kb,可将群体划分为2个亚群。结合群体耐盐性鉴定数据,筛选到145个水稻耐盐相关SNP标记,位于19个QTL上。其中4个是在不同环境下能够重复检测到的稳定QTL。在稳定QTL附近,筛选到2个已经克隆水稻耐盐相关基因:OsDREB1D和OsRR22,5个未克隆渗透调节物质运输相关基因,可作为水稻耐盐候选基因。4通过水稻耐盐性差异转录组分析,筛选到515个水稻耐盐相关特异转录表达转录本,分布于480个基因上,其中有10个基因已经克隆,进一步验证了这些基因通过差异表达影响水稻盐胁迫反应。经比较转录组分析筛选出的水稻耐盐特异差异表达基因中,有20个基因位于QTL位点的置信区间内,重点关注Os02g0574100和Os11g0256300,作为影响水稻耐盐遗传调控的候选基因,有待进一步开展基因功能验证。
张宗瑜[7]（2020）在《老芒麦高密度遗传图谱构建及落粒相关基因QTL定位》文中指出老芒麦（Elymus sibiricus L.）是禾本科披碱草属多年生优良牧草,具有草产量高、品质好、耐寒、耐旱等优良特性,广泛应用于我国高山草原的放牧、人工草地建植、生态环境恢复等。但老芒麦较高的落粒性大大降低了牧草种子产量,对新品种选育、推广利用带来不利影响。有关牧草落粒的遗传学基础,是国内外研究不多且亟待加强的研究领域。为此,本研究在开发老芒麦特异性EST-SSR标记、分析不同落粒种质材料的遗传多样性基础上,构建了老芒麦的遗传作图群体,并利用SLAF（specific length amplified fragment）技术构建了老芒麦首张遗传连锁图谱,相继结合QTL和GWAS（genome-wide association study）分析方法定位了落粒候选基因。旨在为解析老芒麦落粒遗传机制、加快老芒麦落粒分子遗传改良和培育低落粒老芒麦新品种提供基础科学依据。获得主要研究结果如下。1、进行了老芒麦特异性EST-SSR分子标记开发及通用性研究。从老芒麦转录组测序获得的6,685个unigene中,分析识别了8,871个潜在EST-SSR位点,进一步开发了200对EST-SSR分子标记。PCR扩增产物测序验证显示,等位基因的测序结果与原始引物SSR位点同源,有43.5%的标记在17个披碱草属物种间通用性良好。利用30对多态性标记对17个披碱草属95份种质的480个单株进行的遗传多样性和进化分析显示,基于基因组构成和地理起源将参试披碱草属种质聚为三大类。本研究结果为披碱草属物种遗传多样性评价提供了引物来源。2、采用40对EST-SSR标记对36份老芒麦种质进行遗传多样性评价,并且在田间测定了老芒麦的落粒性。结果显示老芒麦分子遗传多样性和落粒性变异均较为丰富。筛选出落粒性状差异较大、遗传背景较远的高落粒基因型Y1005和低落粒基因型ZhN06作为亲本杂交构建F1群体。对F1群体的7份材料进行遗传多样性和表型变异分析,发现了落粒、叶片、茎节、穗长及芒长等性状表现出超亲杂种优势。遗传多样性分析显示母本（ZhN06）与子代群体的共有条带多于父本（Y1005）,显示其遗传力水平较高。通过分子标记鉴定和低落粒子代选择,将F1-7单株自交构建了包含200份单株的F2作图群体。3、利用SLAF简化基因组测序技术对F2群体测序,构建了首张老芒麦高密度遗传图谱,图谱总长1,866.35cM,14个连锁群含1,971个标记。连锁群长度范围在87.67cM（LG7）和183.45cM（LG1）之间,标记平均距离为1.66cM。比较基因组发现老芒麦与小麦和大麦分别有79%（1,556）和70%（1,380）的同源标记。连续三年观测了穗长、小花数、落粒率、芒长、种子宽、千粒重等种子相关性状,并进行了QTL鉴定,在14个连锁群上共检测到29个QTL位点,在第2、3、6和11号连锁群上共检测到6个落粒性QTL。通过与小麦和大麦基因组比对注释发现了30个落粒候选基因,这些基因分别与植物激素信号调控（15个）、转录因子（7个）、水解酶活性（6个）及木质素合成（2个）等相关。4、采用SLAF技术对包含213份种质的老芒麦关联群体进行了测序,结合落粒等15个表型性状进行全基因组关联分析。SNP连锁不平衡分析结果显示,老芒麦LD（linkage disequilibrium）衰减较快,衰减距离为0.291kb,供试材料亲缘关系较弱,适用于全基因组关联分析。连续两年在田间对落粒率等关键表型性状观测表明,不同性状间存在较大的遗传变异,平均变异系数为30.49%,其中落粒率遗传力为85.13%。关联分析共检测到41个与落粒相关的显着性位点,平均解释26.3%的表型变异。在这些位点上注释到14个落粒相关候选基因,主要与半乳糖醛酸酶、水解酶、细胞分裂素葡萄糖基转移酶等调控相关。此外,在种子和产量相关性状中分别检测到66个和1,715个显着性位点,分别注释到与种子性状相关的候选基因31个,与产量性状相关的候选基因110个。
董亚婷[8]（2019）在《AD基因组棉种的耐盐性鉴定与两个耐盐基因家族的全基因组分析》文中研究说明土壤盐渍化是作物生产的主要障碍之一。棉花较耐盐胁迫,是盐碱地先锋作物,但高盐胁迫仍对棉花的生长发育及其产量品质造成严重的影响。当土壤盐浓度超过0.3%时,棉花植株的生理机能和物质代谢受到显着影响,生长发育停滞,产量和品质大幅下降。不同棉种之间的耐盐性差异很大,甚至同一棉种不同品种或不同生长阶段的耐盐性也不同。因此探究不同棉种的耐盐能力,研究棉花盐胁迫响应机理,对提高棉花耐盐性具有重要的理论和应用价值。谷胱甘肽转移酶（GST）和醛脱氢酶（ALDH）是植物生长发育中很重要的酶类,在活性氧及醛类物质清除方面起着不可替代的作用。为了探索棉属植物的耐盐性差异及其盐胁迫的生理特点,本研究选取12个来自A基因组、D基因组和AD基因组的棉种共17个accession材料,测定了它们在盐胁迫条件下29个表型和生理性状,通过综合耐盐指数分析,评价棉种间的耐盐性差异及特点。同时,利用已完成测序的四倍体AD基因组陆地棉基因组数据,并结合其二倍体祖先D基因组雷蒙德氏棉和A基因组亚洲棉的基因组数据,对棉花应答盐胁迫过程中两个重要的活性氧物质清除酶GST基因家族和ALDH基因超家族进行了全基因组鉴定及比较基因组学分析,探索棉属植物盐胁迫的分子机制。主要研究结果如下:1.选取来自A基因组、D基因组和AD基因组12个棉种共17份材料,测定了29个盐胁迫生理性状值,最终得出每个参试材料的综合耐盐指数,结果表明:中度盐胁迫和高度盐胁迫都显着影响棉花的正常生理代谢,说明盐胁迫抑制棉花的正常生长发育;在两种盐浓度处理条件下,起源于巴西东北部的四倍体棉种黄褐棉耐盐性最高,其次是起源于加拉帕戈斯群岛的克劳茨基棉,A基因组棉花整体耐盐能力都较强;总体来看,A基因组棉种的耐盐性显着高于D基因组棉种,但AD基因组棉种耐盐性介于两者之间,说明四倍体本身不一定比二倍体有更高的耐盐性;AD基因组棉种在正常条件下的盐胁迫生理性状值与A基因组祖先亚洲棉更相似,但经过盐胁迫诱导后,AD基因组棉种的盐胁迫生理性状转变为与D基因组雷蒙德氏棉更相似。2.利用四倍体陆地棉及其二倍体祖先棉种雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组数据库,对GST基因家族进行全基因组水平的鉴定,结果表明:（1）陆地棉中含有98个GST基因,分散分布在25条染色体上;雷蒙德氏棉和亚洲棉中分别含有59个和49个GST基因,均分散分布在13条染色体上;系统发育分析可将它们分为八个不同的功能亚家族;（2）全基因组复制导致陆地棉中GST基因家族扩增;串联复制导致GST基因在这两个二倍体棉种中显着扩增,其中GST Tau和Phi亚家族的扩增更明显;（3）陆地棉两个二倍体祖先棉种之间GST复制基因在进化过程中经历了强烈的纯化选择,说明基因功能的分化受到抑制;（4）大多数GST基因在盐胁迫条件下的表达被上调,说明GST基因在棉花盐胁迫响应应答中起着重要作用;（5）两个二倍体棉种之间的直系同源GST基因表达模式存在一定的差异,说明其功能在进化过程中已经开始分化,这可能与亚洲棉和雷蒙德氏棉适应不同的生长环境有关。3.利用四倍体棉种陆地棉及其两个二倍体棉种雷蒙德氏棉和亚洲棉的基因组数据库,对ALDH基因超家族进行全基因组水平的系统鉴定,结果表明:（1）两个二倍体棉种和四倍体棉种基因组中分别各含有30个和58个ALDH基因且都可分为10个不同的功能家族,陆地棉基因组中ALDH基因超家族成员分散分布在19条染色体上;（2）全基因组倍增是四倍体棉种ALDH基因超家族扩增的主要原因,与来自A基因组亚洲棉ALDH直系同源基因相比,陆地棉A亚基因组的ALDH基因更倾向于和海岛棉A亚基因组之间直系同源ALDH基因聚类在一起,同样,两个四倍体棉种D亚基因组的ALDH直系同源基因也聚类在一起,这与它们的进化关系一致;（3）四倍体棉种中一些部分同源ALDH基因并不是与其祖先基因组呈现一一对应关系,证明在进化过程中发生了基因丢失、复制或染色体重组;（4）组织特异性表达模式发现,陆地棉ALDH超家族成员主要在根和茎中高表达,部分同源基因之间的表达模式出现分化;（5）盐胁迫诱导条件下,大部分ALDH基因的表达在叶片中显着上调,说明ALDH基因主要在陆地棉叶片组织中参与对盐胁迫的应答反应。综上所述,本研究对来自A、D基因组12个重要的棉种进行了系统的耐盐性分析,发现不同棉种耐盐性的差别。并进一步通过比较基因组学对棉属中的GST和ALDH基因家族进行了综合研究,显示它们在棉属物种中的特异性扩增及进化过程中发生了功能分化,且在棉花盐胁迫诱导的应答反应中起着重要作用;这些研究结果为最终研究棉属植物盐胁迫条件下的响应机制、棉属中两个基因家族的系统发育关系、多倍体研究与环境胁迫以及棉花种质资源库的合理利用奠定了基础。
席锟[9]（2019）在《非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性》文中提出水稻是全世界一半以上人类的主食。但是水稻是在相对良好的环境条件下驯化的,对大部分非生物逆境较敏感,所以复杂多变的非生物逆境是限制水稻生长发育、生物产量及品质的主要因素之一。本研究选取了非洲栽培稻5份、非洲新稻4份、非洲栽培稻基因渗入系12份、常籼规稻16份、常规粳稻8份、杂草稻3份,共6种类型的48份水稻种质材料为研究对象,通过克隆四个非生物胁迫抗性基因序列并测序,探究了四个非生物胁迫抗性基因的DNA序列以及其中的多态性,发掘不同水稻种质中非生物逆境抗性相关基因的变异,并结合相关的表型性状数据,筛选出含有有利等位基因的水稻种质材料。以期为水稻的抗逆品种选育提供优异的种质资源和理论依据。本研究的结果如下:1.在48个水稻材料的耐盐基因ZFP179转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出2个单倍型和3个变异位点,单倍型之间的遗传距离为2.341。单倍型ZFP179.Hap1被分在ST I组,单倍型ZFP179.Hap2被分在ST II组。两个单倍型中存在2种编码序列,且其翻译的氨基酸序列也不相同,其中存在着2个氨基酸序列的变异位点。在进一步ZFP179基因的密码子偏好性分析中,发现耐盐基因ZFP179等位基因明显偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。2.在48个水稻材料的耐旱基因OsRCI2-5转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出6个单倍型和10个变异位点。6个单倍型之间平均遗传距离为1.053,最大遗传距离为1.265,最小遗传距离为0.894。单倍型OsRCI2-5.Hap1被分在DT1 I组,单倍型OsRCI2-5.Hap3、OsRCI2-5.Hap4、OsRCI2-5.Hap5和OsRCI2-5.Hap6被分在DT1 II组,单倍型OsRCI2-5.Hap2被分在DT1 III组。6个单倍型中存在3种编码序列,但其翻译获得的氨基酸序列相同。在进一步OsRCI2-5基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因OsRCI2-5等位基因明显偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。3.在48个水稻材料的耐旱基因OsDT11转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出7个单倍型和29个变异位点。7个单倍型之间平均遗传距离为1.472,最大遗传距离为2.446,最小遗传距离为0.087。单倍型OsDT11.Hap3被分在DT2 I组,单倍型OsDT11.Hap4、OsDT11.Hap5、OsDT11.Hap6和OsDT11.Hap7被分在DT2 II组,单倍型OsDT11.Hap1和OsDT11.Hap2被分在DT2 III组。7个单倍型中共存在3种编码序列,分别可以翻译获得2种氨基酸序列。在进一步OsDT11基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因OsDT11等位基因对于密码子的第3位碱基没有明显的选择偏好性。4.在48个水稻材料的耐冷基因qLTG3-1转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出7个单倍型和12个变异位点。7个单倍型之间平均遗传距离为1.488,最大遗传距离为2.472,最小遗传距离为0.234。单倍型qLTG3-1.Hap1、qLTG3-1.Hap2、qLTG3-1.Hap3和qLTG3-1.Hap7被分在LTR I组,单倍型qLTG3-1.Hap5被分在LTR II组,单倍型qLTG3-1.Hap4和qLTG3-1.Hap6被分在LTR III组。7个单倍型中存在7种编码序列,它们可分别翻译为7种氨基酸序列。在进一步qLTG3-1基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因qLTG3-1的单倍型比较偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。5.在选择压力分析时发现,耐盐基因ZFP179受到强烈的正选择效应的影响,耐旱基因OsRCI2-5受到强烈的纯化选择作用,耐旱基因OsDT11可能偏向于中性选择作用,耐冷基因qLTG3-1受到一定程度的纯化选择作用。6.结合表型性状进行多重分析时发现,在盐胁迫条件下2个ZFP179单倍型在相对根长上存在显着差异。在旱胁迫条件下,5个OsRCI2-5单倍型在存活率、相对茎长和相对根数等11农艺性状存在显着差异;6个OsDT11单倍型在存活率、相对茎长和相对根数等13农艺性状存在显着差异。在冷胁迫条件下,5个qLTG3-1单倍型在平均发芽天数和相对发芽天数存在显着差异。
宋刘敏[10]（2019）在《玉米DNA诱导水稻变异机理研究》文中提出水稻是重要的粮食作物之一,关于水稻遗传改良、创制新材料一直是育种领域的热点,花粉管介导外源DNA导入技术是创造水稻新材料的一种手段。虽然周光宇先生提出远缘DNA片段杂交假说作为理论支撑,研究者也一直在探讨该假说的理论依据,但到目前为止还未有证明该假说的完整理论体系。本研究利用改良“花粉管介导技术”,将裸露的玉米基因组DNA片段随机导入水稻（Oryza sativa L.Nipponbare,日本晴）基因组,获得一批突变材料。选取其中遗传性状差异显着的突变体RMIM92（以下简称R92）,进行基因组和转录组测序分析,旨在探讨玉米DNA对水稻基因组的作用机理,为远缘DNA片段杂交假说提供理论数据。本研究还对R92 T4代的分离变异株进行了特异玉米序列及SNP、InDel等突变分析,旨在对突变体R92变异的遗传性进行分析,为花粉管介导水稻育种提供理论依据。本研究采用高通量测序和生物信息学技术,对突变体R92全基因组（二代测序）和转录组进行测序和数据分析,结果表明:1、发现有3条玉米DNA序列导入到受体基因组,其中有2条玉米DNA序列在T4代变异株V8中检测到,表明玉米DNA序列可以导入到水稻基因组中,且可以遗传。2、R92基因组重测序结果发现,SNP突变位点有231,352处,InDel突变位点有190,847处,表明玉米DNA片段导入水稻可以引起大量SNP和InDel突变,即玉米DNA片段导入水稻具有诱变功能。3、Chr12发生的SNP最多,占总突变数的11.2%,高于其他染色体。4、Chr 3发生的InDel突变最多,占总突变的11.90%,高于其他染色体。5、单个碱基发生突变的概率由高到低依次为:C（31.81%）>G（31.72%）>A（18.31%）>T（18.15%）,C和G碱基突变显着高于A和T,表明C和G碱基易发生突变。6、SNP突变中碱基发生转换的频率为60.84%,发生颠换的频率为39.16%,表明SNP突变以碱基转换为主要突变类型。7、对发生SNP的临侧碱基分析发现,发生频率相对较高的临侧碱基为GNC&CNG（13.53%）,表明在R92中,突变位点临侧碱基为C和G时碱基易发生突变。8、发生InDel突变最多的为移码突变,有1,703处,占总InDel突变的84.56%,说明InDel突变对基因破坏性较大。9、InDel突变发生-22个碱基的频次最多,其中发生单碱基的插入或缺失最多。10、发生SNP突变的部分基因在扬花期表达量差异显着,其中基因OS12G0133050在CK和R92茎节中的表达水平分别为35.22和2.61,表达显着下调;多效性基因OS07G0261200在CK和R92剑叶中表达水平分别为2.63和9.71;矮秆基因OS01G0718300在CK和R92茎节中的表达水平分别为45.44和33.21,表达下调,表明玉米DNA序列导入水稻基因组对扬花期基因表达影响较大。从上述研究结果可以看出,花粉管介导玉米DNA技术,不仅可以使部分玉米DNA片段随机插入、整合到水稻基因组,而且还引起水稻基因组发生SNP和InDel突变,并影响受体基因的表达,且部分突变可以遗传,表明该技术是一种有效的生物诱变方法。
二、水稻基因组测序和分析的研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水稻基因组测序和分析的研究进展（论文提纲范文）
（1）基于蛋白互作的系统遗传学方法在植物功能基因鉴别中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 植物功能基因鉴别概述 |
| 1.1.1 拟南芥功能基因鉴别概述 |
| 1.1.2 水稻功能基因鉴别概述 |
| 1.1.3 玉米功能基因鉴别概述 |
| 1.2 植物蛋白质互作网络概述 |
| 1.2.1 拟南芥蛋白质互作网络 |
| 1.2.2 水稻蛋白质互作网络 |
| 1.2.3 玉米蛋白质互作网络 |
| 1.3 植物功能基因鉴别的GWAS方法 |
| 1.3.1 GWAS研究进展 |
| 1.3.2 GWAS面临的挑战 |
| 1.4 植物功能基因鉴别的知识图谱方法 |
| 1.5 基于蛋白互作的系统遗传学方法 |
| 1.5.1 GeneRank方法 |
| 1.5.2 HotNet2方法 |
| 1.5.3 K-shell方法 |
| 1.6 技术路线和组织结构 |
| 1.6.1 技术路线 |
| 1.6.2 组织结构 |
| 2 植物功能基因鉴别方法的比较分析 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 GWAS数据来源 |
| 2.1.2 标准基因数据来源 |
| 2.1.3 其他数据来源 |
| 2.1.4 基因富集率 |
| 2.2 不同方法在功能基因鉴别中的比较分析 |
| 2.2.1 GWAS方法功能基因鉴别 |
| 2.2.2 KG方法功能基因鉴别 |
| 2.2.3 GeneRank方法功能基因鉴别 |
| 2.2.4 HotNet2方法功能基因鉴别 |
| 2.2.5 K-shell方法功能基因鉴别 |
| 2.3 组合模型 |
| 2.3.1 组合模型的构建 |
| 2.3.2 组合模型与其他方法在功能基因鉴别中的比较分析 |
| 2.3.3 组合模型在拟南芥功能基因鉴别中的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 组合模型在农作物功能基因鉴别中的应用 |
| 3.1 水稻功能基因鉴别 |
| 3.1.1 材料和方法 |
| 3.1.2 组合模型的应用 |
| 3.1.3 机理解析 |
| 3.2 玉米功能基因鉴别 |
| 3.2.1 材料和方法 |
| 3.2.2 组合模型应用 |
| 3.2.3 机理解析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 植物功能基因鉴别数据库的构建 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 数据来源 |
| 4.1.2 数据库的整体设计 |
| 4.2 数据库的构建 |
| 4.2.1 拟南芥功能模块 |
| 4.2.2 水稻功能模块 |
| 4.2.3 玉米功能模块 |
| 4.2.4 在线计算功能模块 |
| 4.2.5 其他功能模块 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 附表 |
| 附录2 作者简历及研究成果 |
| 致谢 |
（2）甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 甘蔗割手密种的研究 |
| 1.1.1 甘蔗的经济价值 |
| 1.1.2 甘蔗割手密种的分布与种质利用 |
| 1.1.3 甘蔗割手密种的遗传多样性 |
| 1.1.4 甘蔗基因组学的研究进展 |
| 1.2 多倍体的研究进展 |
| 1.2.1 多倍体概述 |
| 1.2.2 多倍体的起源与分类 |
| 1.2.3 多倍体演化的意义 |
| 1.2.4 多倍体基因组的研究进展 |
| 1.3 Hi-C技术及其应用 |
| 1.3.1 Hi-C技术概述 |
| 1.3.2 Hi-C技术辅助多倍体基因组组装 |
| 1.3.3 基于Hi-C技术的三维基因组学研究 |
| 1.4 禾本科演化的研究进展 |
| 1.4.1 禾本科的ρ多倍体化事件 |
| 1.4.2 禾本科物种对多倍体化的适应 |
| 1.4.3 禾本科染色体的协同进化 |
| 1.5 研究的目的和意义 |
| 第二章 甘蔗割手密基因组的组装与注释 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 CTAB法提取甘蔗基因组DNA |
| 2.2.3 全基因组测序与组装 |
| 2.2.4 Hi-C文库的构建、测序及辅助组装 |
| 2.2.5 全基因组重复序列和基因模型预测及基因组完整度评估 |
| 2.2.6 基因功能注释 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 割手密种形态学比较 |
| 2.3.2 割手密Np-X基因组测序及组装 |
| 2.3.3 Hi-C辅助割手密Np-X基因组组装 |
| 2.3.4 割手密Np-X基因模型预测及同源组内的结构变异分析 |
| 2.3.5 割手密Np-X基因组质量评估 |
| 2.3.6 割手密Np-X基因组的基因功能注释 |
| 2.3.7 割手密Np-X基因组转座子的注释和分类 |
| 2.4 讨论与小结 |
| 第三章 甘蔗属的演化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 基因组数据来源 |
| 3.2.2 物种间基因组共线性分析 |
| 3.2.3 串联复制基因鉴定 |
| 3.2.4 着丝粒区域的鉴定 |
| 3.2.5 碱基同义替换率(Ks)的计算 |
| 3.2.6 LTR类型TE插入时间的计算 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 割手密与近缘物种基因组间的共线性比较 |
| 3.3.2 割手密种核型演化分析 |
| 3.3.3 割手密种重组染色体基因串联复制分析 |
| 3.3.4 割手密种与近缘物种间的Ks分布揭示割手密种的演化 |
| 3.3.5 割手密种与近缘物种间转座子分析揭示割手密种的演化 |
| 3.4 讨论与小结 |
| 第四章 甘蔗割手密种基因家族的扩张与收缩 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 直系同源基因的鉴定及基因家族的分类 |
| 4.2.2 物种演化树的构建 |
| 4.2.3 基因家族扩张与收缩分析 |
| 4.2.4 可溶性糖的测定 |
| 4.2.5 基因共表达网络的构建 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 甘蔗割手密种及其近缘物种基因家族的扩张与收缩 |
| 4.3.2 甘蔗割手密种重要性状相关的基因家族在系统演化中的变异 |
| 4.3.3 甘蔗割手密种糖分转运蛋白超家族基因的演化 |
| 4.3.4 甘蔗割手密中糖分转运蛋白超家族成员的扩张 |
| 4.3.5 甘蔗糖分转运蛋白超家族成员的功能分析 |
| 4.3.6 甘蔗糖分转运蛋白超家族成员基因共表达网络的分化 |
| 4.4 讨论与小结 |
| 第五章 甘蔗割手密种重组染色体的三维基因组结构比较 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 数据来源 |
| 5.2.2 生成Hi-C互作图谱 |
| 5.2.3 A/B隔间的鉴定 |
| 5.2.4 物种间共线性的鉴定 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 同源四倍体割手密染色体组之间的Hi-C互作比较 |
| 5.3.2 禾本科中染色体重组对三维基因组结构的影响 |
| 5.4 讨论与小结 |
| 第六章 甘蔗割手密种的起源与群体演化分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 材料来源 |
| 6.2.2 样品DNA提取及重测序 |
| 6.2.3 重测序数据质控及群体变异位点鉴定 |
| 6.2.4 构建群体系统发育树 |
| 6.2.5 群体变异主成分分析 |
| 6.2.6 群体结构分析 |
| 6.2.7 种群连锁不平衡及遗传分化指数Fst分析 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 割手密群体变异位点的鉴定 |
| 6.3.2 割手密群体系统发育树及主成分分析 |
| 6.3.3 割手密群体的群体结构分析 |
| 6.3.4 割手密群体的连锁不平衡分析 |
| 6.3.5 不同染色体基数的割手密群体的演化历史分析 |
| 6.4 讨论与小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与获得的荣誉 |
| 致谢 |
（3）无芒隐子草和白花草木樨全基因组及其关键性状相关功能基因研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 国内外研究进展 |
| 2.1 草类植物基因组研究进展 |
| 2.1.1 草类模式植物基因组研究及应用 |
| 2.1.2 草类植物起源与进化 |
| 2.1.3 比较基因组学分析 |
| 2.1.4 草类植物关键性状研究 |
| 2.2 无芒隐子草研究进展 |
| 2.2.1 二型性花形态及分子研究 |
| 2.2.2 分子标记开发 |
| 2.2.3 抗逆生理及胁迫转录组研究 |
| 2.2.4 功能基因挖掘与利用 |
| 2.3 草木樨研究进展 |
| 2.3.1 草木樨系统进化和遗传多样性研究 |
| 2.3.2 白花草木樨和黄花草木樨的表型和遗传变异 |
| 2.3.3 低香豆素草木樨种质资源创制 |
| 2.3.4 草木樨转录组及小RNA研究 |
| 2.4 研究目的意义及技术路线 |
| 2.4.1 研究的目的及意义 |
| 2.4.2 研究的技术路线 |
| 第三章 无芒隐子草全基因组及比较基因组学研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 样品采集与Illumina和 PacBio建库、测序、质控 |
| 3.2.2 基因组大小评估及组装 |
| 3.2.3 Hi-C辅助基因组组装及基因组组装质量评估 |
| 3.2.4 基因组结构及功能注释 |
| 3.2.5 亚组区分及全基因组复制 |
| 3.2.6 系统进化与物种分歧时间估算 |
| 3.2.7 转录组测序及分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 高质量无芒隐子草基因组图谱 |
| 3.3.2 基因组结构和功能注释 |
| 3.3.3 异源四倍体无芒隐子草 |
| 3.3.4 无芒隐子草的四倍体化及与近缘种的系统进化 |
| 3.3.5 基因家族聚类及扩张收缩 |
| 3.3.6 无芒隐子草无显着的亚组表达优势 |
| 3.3.7 无芒隐子草基因通过转录变化响应干旱胁迫 |
| 3.4 讨论 |
| 第四章 无芒隐子草二型性花发育的调控网络分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 花发育调控网络构建及基因鉴定 |
| 4.2.2 开花基因共表达网络分析 |
| 4.2.3 ABCDE模型基因鉴定及qRT-PCR分析 |
| 4.2.4 闭花基因过表达水稻 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 花发育调控网络 |
| 4.3.2 CH和 CL小花的ABCDE模型基因 |
| 4.3.3 花发育相关转录因子与AMGs具有共表达分析关系 |
| 4.3.4 miRNA及其靶基因调控花发育 |
| 4.4 讨论 |
| 第五章 草木樨全基因组及比较基因组学分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 样品采集与Illumina和 PacBio建库测序 |
| 5.2.2 基因组组装与组装质量评估 |
| 5.2.3 Hi-C建库、测序、质控及辅助基因组组装 |
| 5.2.4 基因组结构和功能注释 |
| 5.2.5 比较基因组学分析 |
| 5.2.6 LTR逆转录转座子的比较分析 |
| 5.2.7 转录组测序及分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 白花草木樨基因组图谱 |
| 5.3.2 比较基因组和系统进化 |
| 5.3.3 基因家族扩张收缩 |
| 5.3.4 重复序列注释与进化 |
| 5.3.5 草木樨干旱适应性 |
| 5.4 讨论 |
| 第六章 草木樨群体进化及GWAS分析 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 草木樨种质间的SNPs/InDels检测 |
| 6.2.2 系统发育、群体结构和遗传多样性分析 |
| 6.2.3 连锁不平衡衰减、基因流和历史群体大小分析 |
| 6.2.4 全基因组选择清除和GWAS分析 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 群体结构 |
| 6.3.2 白花流向黄花草木樨的基因渗透 |
| 6.3.3 适应性进化 |
| 6.3.4 农艺性状的GWAS |
| 6.4 讨论 |
| 第七章 香豆素生物合成候选基因鉴定及功能验证 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 材料与方法 |
| 7.2.1 NILs代谢组和BSA分析 |
| 7.2.2 香豆素生物合成相关基因家族鉴定及分析 |
| 7.2.3 MaBGLU1 基因大肠杆菌异源表达及底物饲喂 |
| 7.2.4 MaBGLU1 基因亚细胞定位及过表达草木樨 |
| 7.3 结果与分析 |
| 7.3.1 香豆素生物合成通路 |
| 7.3.2 香豆素生物合成相关候选基因 |
| 7.3.3 发现6 个BGLU串联重复的基因簇 |
| 7.3.4 MaBGLU1 酶的功能确认 |
| 7.4 讨论 |
| 第八章 结论与创新点 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）NGS技术在转基因作物分子特征解析中的应用前景分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 转基因作物发展概况与安全评价 |
| 1.1.1 转基因作物全球发展概况 |
| 1.1.2 中国转基因作物发展概况 |
| 1.1.3 转基因作物安全评价与分子特征 |
| 1.2 传统的分子特征解析方法 |
| 1.2.1 外源基因整合拷贝数分析 |
| 1.2.2 插入位点、侧翼序列分析 |
| 1.3 NGS测序技术简介、应用与研究进展 |
| 1.3.1 DNA测序技术的发展 |
| 1.3.2 NGS技术的应用 |
| 1.3.3 NGS技术在转基因作物安全评价中的应用研究进展 |
| 1.3.4 国际上转基因作物安全评价对NGS数据的接受度 |
| 1.4 研究目的与意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 质粒与植物材料 |
| 2.1.2 酶和试剂 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.1.4 测序平台 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 DNA测序样品的制备 |
| 2.2.2 全基因组测序文库构建 |
| 2.2.3 测序原始数据与质量控制 |
| 2.2.4 测序数据与参考基因组的比对 |
| 2.2.5 序列可视化 |
| 2.2.6 外源基因拷贝数及整合位点侧翼序列分析 |
| 2.2.7 转基因水稻侧翼序列验证PCR |
| 2.2.8 转基因水稻载体骨架插入验证PCR |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 NGS解析转基因抗草甘膦水稻G2-6、G2-7的分子特征 |
| 3.1.1 NGS解析转基因作物分子特征的技术流程 |
| 3.1.2 水稻G2-7的分子特征解析 |
| 3.1.3 水稻G2-6的分子特征解析 |
| 3.2 NGS不同测序平台之间的比较 |
| 3.2.1 Illumina平台与PacBio平台测序文库的构建的差异比较 |
| 3.2.2 Illumina平台与PacBio平台测序数据的比较 |
| 3.3 Illumina平台测序深度差异在水稻G2-6 分子特征解析中的影响 |
| 3.4 不同分析软件对Illumina测序数据比对结果的影响 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 NGS技术与传统方法在转基因安全评价中的应用比较 |
| 4.2 NGS测序技术解析转基因作物分子特征的特点 |
| 4.3 PacBio Sequal测序成为复杂转化体分子特征解析的有效手段 |
| 4.4 NGS数据分析有多种成熟有效的解决方案 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）柑橘模式材料的开发与金柑属植物系统发育学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 前言 |
| 1.课题的提出 |
| 2.前人研究进展 |
| 2.1 模式植物的开发与应用研究进展 |
| 2.1.1 模式植物拟南芥开发与应用历史 |
| 2.1.2 水稻、番茄和杨树模式材料的开发与应用 |
| 2.1.3 前人在柑橘基因功能研究中使用的实验材料与研究进展 |
| 2.1.4 山金柑的生物学特点及其开发和应用进展 |
| 2.2 果树植物全基因组测序研究进展 |
| 2.2.1 温带果树 |
| 2.2.2 亚热带果树 |
| 2.2.3 热带果树 |
| 2.3 真柑橘果树系统发育与金柑属起源研究进展 |
| 2.3.1 真柑橘果树分类与系统发育研究进展 |
| 2.3.2 中国柑橘种质资源研究进展 |
| 2.3.3 金柑的栽培与传播历史 |
| 3.本研究的目的与内容 |
| 3.1 研究目的 |
| 3.2 研究内容 |
| 第二章 单胚山金柑纯系和杂交群体的构建及栽培评价 |
| 1.引言 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 单胚山金柑纯系的构建 |
| 2.2 单胚山金柑农艺性状评价指标 |
| 2.3 单胚山金柑×滑皮金柑F1群体和F2群体的构建 |
| 2.4 DNA提取、分子标记初步估计纯合度与杂种鉴定 |
| 2.5 山金柑基因组特点检测 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 单胚山金柑纯系的构建 |
| 3.2 单胚山金柑农艺性状评价 |
| 3.3 单胚山金柑自交优系的选择 |
| 3.4 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F1的构建与表型的初步调查 |
| 3.5 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F2的繁育 |
| 4.讨论 |
| 4.1 山金柑纯系材料的进一步科学利用 |
| 4.2 “模式柑橘”“模式栽培”的继续探索 |
| 4.3 单胚山金柑PN02×滑皮金柑F1、F2群体的未来应用 |
| 第三章 山金柑全基因组测序 |
| 1.引言 |
| 2.材料和方法 |
| 2.1 植物材料与核酸提取方法 |
| 2.2 基因组测序与组装流程 |
| 2.3 基因组与转录组分析方法 |
| 2.4 山金柑成花基因表达分析、SPL基因家族分析和实时定量荧光PCR实验方法 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 山金柑基因组测序 |
| 3.1.1 基因组测序和组装 |
| 3.1.2 基因组注释 |
| 3.1.3 基因组共线性分析 |
| 3.1.4 同源基因分析 |
| 3.1.5 系统发育分析 |
| 3.2 山金柑生活史转录组测序与基因共表达网络分析 |
| 3.2.1 山金柑生活史转录组测序 |
| 3.2.2 山金柑生活史基因共表达模式分析 |
| 3.2.3 山金柑成花机理比较转录组分析 |
| 3.3 山金柑SPL基因家族分析 |
| 3.3.1 山金柑SPL基因鉴定 |
| 3.3.2 山金柑SPL基因系统发育分析 |
| 3.3.3 山金柑SPL基因表达模式分析 |
| 4.讨论 |
| 4.1 山金柑基因组的进一步优化 |
| 4.2 山金柑在柑橘植物树体发育研究中的未来应用 |
| 4.3 山金柑作为柑橘生殖发育研究的模式材料及山金柑早花机理的进一步深入研究 |
| 第四章 金柑属植物系统发育研究 |
| 1.引言 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 植物材料与DNA提取方法 |
| 2.2 核SSR分子标记实验与分析方法 |
| 2.3 叶绿体序列测序实验与分析方法 |
| 2.4 重测序数据分析方法 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 基于核SSR的金柑属植物遗传评价 |
| 3.1.1 基于核SSR数据的遗传多样性分析 |
| 3.1.2 基于核SSR数据的主坐标分析 |
| 3.1.3 基于核SSR数据的系统发育分析 |
| 3.1.4 基于核SSR数据的群体结构分析 |
| 3.2 基于叶绿体序列的金柑属植物遗传多样性与系统发育分析 |
| 3.2.1 基于叶绿体序列的遗传多样性分析 |
| 3.2.2 基于叶绿体序列的系统发育分析 |
| 3.3 基于全基因组SNP的栽培金柑与山金柑群体遗传学分析 |
| 3.3.1 栽培金柑与野生山金柑系统发育与主成分分析 |
| 3.3.2 栽培金柑与野生山金柑群体结构分析 |
| 3.3.3 栽培金柑种群与野生山金柑种群基因组遗传多样性分析 |
| 3.3.4 栽培金柑种群与野生山金柑种群遗传分化分析 |
| 3.3.5 栽培金柑种群与野生山金柑种群连锁不平衡分析 |
| 3.3.6 栽培金柑种群与野生山金柑种群基因组高分化区检测 |
| 3.3.7 栽培金柑种群与野生山金柑种群动态分析 |
| 3.3.8 基于本研究结果和前人报道的栽培金柑起源假说 |
| 4.讨论 |
| 4.1 栽培金柑种质资源收集和评价的思考 |
| 4.2 金柑属植物的分类、系统发育与起源争议问题的新观点 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ:附表 |
| 附录Ⅱ:附图 |
| 附录Ⅲ:补充数据 |
| 附录Ⅳ:科研产出 |
| 致谢 |
（6）基于连锁和关联分析的水稻耐盐性QTL定位与候选基因发掘（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 土壤盐渍化现状及应对措施 |
| 1.1.2 水稻耐盐性研究意义 |
| 1.2 水稻耐盐性研究进展 |
| 1.2.1 盐胁迫对水稻生物学影响 |
| 1.2.2 水稻耐盐性鉴定评价方法研究 |
| 1.2.3 水稻耐盐种质资源筛选与品种选育 |
| 1.2.4 水稻耐盐性基因定位 |
| 1.2.5 水稻候选基因预测 |
| 1.2.6 水稻耐盐基因克隆 |
| 1.2.7 水稻耐盐基因利用 |
| 1.3 研究目的和意义、技术路线及研究内容 |
| 1.3.1 本研究目的和意义 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 论文结构 |
| 第二章 水稻耐盐性鉴定评价方法及种质筛选 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验管理 |
| 2.1.3 试验调查 |
| 2.1.4 统计分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 水稻分蘖期适宜盐胁迫浓度确定 |
| 2.2.2 水稻分蘖期耐盐种质鉴定筛选 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 水稻高密遗传图谱构建及耐盐性连锁分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验设计与处理 |
| 3.1.3 SNP标记开发 |
| 3.1.4 统计与分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 遗传图谱构建 |
| 3.2.2 群体耐盐表型鉴定 |
| 3.2.3 QTL定位分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 QTL影响因素分析 |
| 3.3.2 QTL定位结果 |
| 3.3.3 候选基因预测 |
| 第四章 水稻耐盐性全基因组关联分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.1.3 统计分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 群体耐盐等级评价 |
| 4.2.2 群体结构与亲缘关系 |
| 4.2.3 GWAS分析 |
| 4.2.4 候选基因预测 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 GWAS分析影响因素 |
| 4.3.2 GWAS分析结果 |
| 4.3.3 候选基因预测 |
| 第五章 水稻耐盐性比较转录组分析及候选基因预测 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.1.3 数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 测序数据质量情况汇总 |
| 5.2.2 基因表达水平分析 |
| 5.2.3 基因差异表达分析 |
| 5.2.4 差异基因GO注释与富集分析 |
| 5.2.5 候选基因筛选 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 盐胁迫诱导特异差异表达基因 |
| 5.3.2 水稻耐盐性特异转录因子 |
| 5.3.3 水稻耐盐性渗透调节基因 |
| 第六章 结论与创新点 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（7）老芒麦高密度遗传图谱构建及落粒相关基因QTL定位（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 国内外研究进展 |
| 2.1 遗传多样性及DNA分子标记研究进展 |
| 2.1.1 遗传多样性概述及研究方法 |
| 2.1.2 DNA分子标记的类型 |
| 2.1.3 DNA分子标记的应用 |
| 2.1.4 披碱草属植物遗传进化研究 |
| 2.1.5 老芒麦遗传多样性研究 |
| 2.2 DNA测序技术原理及研究进展 |
| 2.3 遗传图谱构建及QLT定位 |
| 2.3.1 遗传作图原理与方法 |
| 2.3.2 QTL作图原理与方法 |
| 2.3.3 牧草遗传连锁图谱构建及重要农艺性状QTL定位研究进展 |
| 2.4 全基因组关联分析 |
| 2.4.1 关联分析的基础、优势和策略 |
| 2.4.2 牧草重要农艺性状全基因组关联分析研究进展 |
| 2.5 落粒性状及禾本科牧草落粒研究进展 |
| 2.5.1 植物器官脱落的解剖学基础 |
| 2.5.2 植物器官脱落的生理基础 |
| 2.5.3 落粒基因研究进展 |
| 2.5.4 禾本科牧草落粒研究进展 |
| 2.6 老芒麦育种研究概况 |
| 2.7 本研究的目的意义及技术路线 |
| 2.7.1 目的及意义 |
| 2.7.2 技术路线 |
| 第三章 老芒麦EST-SSR分子标记开发与应用 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 供试材料 |
| 3.2.2 EST-SSR分子标记识别 |
| 3.2.3 DNA提取及浓度检测 |
| 3.2.4 PCR扩增及凝胶电泳 |
| 3.2.5 PCR扩增产物序列验证 |
| 3.2.6 数据处理 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 EST-SSR的频率及分布 |
| 3.3.2 引物通用性及多态性分析 |
| 3.3.3 PCR产物验证 |
| 3.3.4 披碱草属遗传多样性分析 |
| 3.3.5 披碱草属遗传结构和遗传进化分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 基于转录组测序的老芒麦EST-SSR分子标记开发 |
| 3.4.2 披碱草属不同基因组材料的遗传进化关系 |
| 3.4.3 种质资源保存策略 |
| 第四章 老芒麦种质资源遗传多样性评价与作图群体构建 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 供试材料 |
| 4.2.2 试验地概况 |
| 4.2.3 表型观测项目及方法 |
| 4.2.4 DNA提取及PCR扩增 |
| 4.2.5 数据处理 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 老芒麦种质资源落粒性评价 |
| 4.3.2 EST-SSR标记多态性及老芒麦遗传多样性分析 |
| 4.3.3 遗传图谱作图亲本选择 |
| 4.3.4 F_1群体构建及其遗传和表型变异评价 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 老芒麦遗传多样性 |
| 4.4.2 老芒麦落粒性遗传改良 |
| 第五章 老芒麦高密度遗传图谱构建与落粒QTL定位 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 供试材料 |
| 5.2.2 试验地概况 |
| 5.2.3 表型观测项目及方法 |
| 5.2.4 基因组DNA提取、SLAF文库构建及高通量测序 |
| 5.2.5 高密度遗传图谱构建 |
| 5.2.6 落粒相关性状QTL分析 |
| 5.2.7 候选基因挖掘 |
| 5.3 结果 |
| 5.3.1 测序数据统计与评价 |
| 5.3.2 SLAF标签开发 |
| 5.3.3 遗传图谱构建 |
| 5.3.4 图谱质量评价 |
| 5.3.5 F_2群体表型变异 |
| 5.3.6 QTL作图及比较基因组分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 基于新一代基因组测序技术构建首张老芒麦高密度遗传图谱 |
| 5.4.2 老芒麦落粒性QLT位点检测 |
| 5.4.3 老芒麦落粒候选基因挖掘 |
| 第六章 老芒麦落粒性全基因组关联分析 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 供试材料 |
| 6.2.2 试验地概况 |
| 6.2.3 表型观测项目及方法 |
| 6.2.4 基因组DNA提取、酶切建库、测序及SLAF标签开发 |
| 6.2.5 遗传进化、亲缘关系及连锁不平衡分析 |
| 6.2.6 全基因组关联分析 |
| 6.2.7 候选基因 |
| 6.3 结果 |
| 6.3.1 实验建库评估及测序数据统计 |
| 6.3.2 SLAF标签开发及SNP信息统计 |
| 6.3.3 连锁不平衡和亲缘关系分析 |
| 6.3.4 遗传进化分析 |
| 6.3.5 表型性状评价及相关性分析 |
| 6.3.6 关联分析 |
| 6.3.6.1 老芒麦落粒性关联分析及候选基因挖掘 |
| 6.3.6.2 老芒麦种子相关性状关联分析及候选基因挖掘 |
| 6.3.6.3 老芒麦产量相关性状关联分析及候选基因挖掘 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 连锁不平衡与群体结构 |
| 6.4.2 表型多样性与关联分析 |
| 6.4.3 落粒候选基因挖掘 |
| 第七章 结论与创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 附图 |
| 缩略词表 |
| 在学期间参与的科研项目 |
| 在学期间的研究成果 |
| 在学期间获得的荣誉 |
| 致谢 |
（8）AD基因组棉种的耐盐性鉴定与两个耐盐基因家族的全基因组分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 棉花 |
| 1.1.1 棉属的起源、分类和进化 |
| 1.1.2 二倍体棉花的多样性 |
| 1.1.3 多倍体棉花的起源及多样性 |
| 1.2 盐胁迫 |
| 1.2.1 盐胁迫对植物的影响 |
| 1.2.2 植物对盐胁迫的响应 |
| 1.2.3 棉花盐胁迫抗性的研究进展 |
| 1.3 谷胱甘肽S转移酶(GST)的研究进展 |
| 1.3.1 谷胱甘肽转移酶的特征、分类和命名 |
| 1.3.2 植物谷胱甘肽S转移酶的功能研究 |
| 1.4 醛脱氢酶(ALDH)的研究进展 |
| 1.4.1 醛脱氢酶的特征、分类和命名 |
| 1.4.2 植物醛脱氢酶的功能研究 |
| 1.5 多倍化与盐胁迫的研究进展 |
| 1.5.1 多倍体的表型变化 |
| 1.5.2 多倍体生态适应性的变化 |
| 1.5.3 多倍体的生理和胁迫耐受性 |
| 1.6 比较基因组学和基因家族进化 |
| 1.6.1 比较基因组学 |
| 1.6.2 植物基因组测序进展 |
| 1.6.3 基因家族的进化 |
| 1.6.4 基因家族复制后的功能分化 |
| 1.6.5 棉花基因组测序研究进展 |
| 1.7 本研究的目的意义 |
| 第二章 四倍体AD基因组及二倍体A、D基因组棉种的耐盐性研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 棉花材料的种植和盐胁迫处理 |
| 2.1.2 棉花表型和生理生化性状的测定 |
| 2.1.3 数据统计分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 盐胁迫条件下棉花表型和生理生化的改变 |
| 2.2.2 A组、D组和AD组棉花响应盐胁迫条件的表型和可塑性差异 |
| 2.2.3 不同棉种及受试材料耐盐性的排序 |
| 2.2.4 盐胁迫条件下祖先种A2和D5 棉花对异源多倍体棉花的贡献分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 陆地棉GST基因家族的鉴定和比较基因组学分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 GST基因序列的检索 |
| 3.1.2 系统发育分析和基因结构预测 |
| 3.1.3 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST基因的染色体定位和基因复制分析 |
| 3.1.4 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST复制基因对Ka/Ks及选择压力分析 |
| 3.1.5 启动子区胁迫响应相关顺式作用元件分析 |
| 3.1.6 二倍体棉花材料的种植、盐处理及RNA提取 |
| 3.1.7 RNA提取和荧光定量PCR |
| 3.1.8 陆地棉材料的种植、盐胁迫处理及转录组测序分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST基因家族成员的鉴定和注释 |
| 3.2.2 陆地棉GST基因家族成员的鉴定和注释 |
| 3.2.3 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST基因家族的系统发育分析 |
| 3.2.4 陆地棉GST基因家族的系统发育分析 |
| 3.2.5 雷蒙德氏棉GrGSTs和亚洲棉GaGSTs之间的直系同源关系分析 |
| 3.2.6 雷蒙德氏棉GrGSTs和亚洲棉GaGSTs的基因结构分析和染色体定位 |
| 3.2.7 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST复制基因的选择压力分析 |
| 3.2.8 陆地棉GST基因结构分析及染色体定位 |
| 3.2.9 雷蒙德氏棉和亚洲棉GST基因的表达模式分析 |
| 3.2.10 陆地棉GST基因家族的盐胁迫条件下的表达分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 陆地棉ALDH基因超家族的鉴定与基因功能结构的比较基因组学分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 ALDH基因的检索 |
| 4.1.2 ALDH蛋白系统发育树的构建和基因结构分析 |
| 4.1.3 陆地棉ALDH基因染色体定位和复制分析 |
| 4.1.4 陆地棉材料的种植及盐胁迫处理 |
| 4.1.5 RNA提取和荧光定量PCR分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 ALDH基因的鉴定和注释 |
| 4.2.2 ALDH基因超家族的系统发育分析 |
| 4.2.3 陆地棉ALDH基因超家族的染色体分布和选择压力分析 |
| 4.2.4 陆地棉ALDH基因超家族的表达谱分析 |
| 4.2.5 陆地棉ALDH基因超家族在盐胁迫诱导条件下的表达分析 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
（9）非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 前言 |
| 1.1 水稻基因组学及功能基因的研究进展 |
| 1.1.1 水稻基因组学研究进展 |
| 1.1.2 水稻功能基因的研究进展 |
| 1.1.3 重要功能基因的克隆 |
| 1.2 水稻抗逆种质资源发掘及抗性基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.1 水稻耐盐种质资源发掘及耐盐基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.2 水稻耐旱种质资源发掘及耐旱基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.3 水稻耐冷种质资源发掘及耐冷基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.4 水稻中重要耐盐、耐旱和耐冷基因工程研究进展 |
| 1.3 遗传多样性的研究进展 |
| 1.3.1 遗传变异的类型及其检测方法 |
| 1.3.2 功能性核苷酸多态性 |
| 1.3.3 特异水稻种质资源的遗传多样性 |
| 1.4 研究的目的与意义 |
| 1.4.1 研究的目的 |
| 1.4.2 研究的意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料及数据来源 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 主要实验仪器及试剂配置 |
| 2.2.2 材料的培养与叶片总DNA的提取 |
| 2.2.3 目标序列的获得与测序 |
| 2.2.4 数据分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 耐盐基因ZFP179 的遗传多样性分析 |
| 3.1.1 耐盐基因ZFP179 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.1.2 耐盐基因ZFP179 单倍型的网络图 |
| 3.1.3 耐盐基因ZFP179 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.1.4 耐盐基因ZFP179 转录区域的系统进化分析 |
| 3.1.5 耐盐基因ZFP179 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.1.6 耐盐基因ZFP179 的密码子偏好性分析 |
| 3.2 耐旱基因OsRCI2-5 的遗传多样性分析 |
| 3.2.1 耐旱基因OsRCI2-5 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.2.2 耐旱基因OsRCI2-5 单倍型的网络图 |
| 3.2.3 耐旱基因OsRCI2-5 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.2.4 耐旱基因OsRCI2-5 转录区域的系统进化分析 |
| 3.2.5 耐旱基因OsRCI2-5 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.2.6 耐旱基因OsRCI2-5 的密码子偏好性分析 |
| 3.3 耐旱基因OsDT11 的遗传多样性分析 |
| 3.3.1 耐旱基因OsDT11 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.3.2 耐旱基因OsDT11 单倍型的网络图 |
| 3.3.3 耐旱基因OsDT11 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.3.4 耐旱基因OsDT11 转录区域的系统进化分析 |
| 3.3.5 耐旱基因OsDT11 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.3.6 耐旱基因OsDT11 的密码子偏好性分析 |
| 3.4 耐冷基因qLTG3-1 的遗传多样性分析 |
| 3.4.1 耐冷基因qLTG3-1 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.4.2 耐冷基因qLTG3-1 单倍型的网络图 |
| 3.4.3 耐冷基因qLTG3-1 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.4.4 耐冷基因qLTG3-1 转录区域的系统进化分析 |
| 3.4.5 耐冷基因qLTG3-1 的氨基酸序列序列多态性分析 |
| 3.4.6 耐冷基因qLTG3-1 的密码子偏好性分析 |
| 3.5 选择压力分析 |
| 3.6 不同单倍型分组间不同抗逆性状的多重比较分析 |
| 4 结论与讨论 |
| 4.1 水稻基因的克隆与测序 |
| 4.2 高度保守的OsRCI2-5 基因 |
| 4.3 多态性丰富的qLTG3-1 基因 |
| 4.4 非生物胁迫抗性基因在稻属物种中的分化 |
| 4.5 筛选聚合多个有利等位基因的核心种质材料 |
| 4.6 存在的问题及应对措施 |
| 4.7 本研究的设想与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）玉米DNA诱导水稻变异机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水稻育种概述 |
| 1.1.1 水稻杂交育种 |
| 1.1.2 水稻分子育种 |
| 1.1.3 花粉管通道法 |
| 1.2 高通量测序及数据分析 |
| 1.2.1 全基因组重测序的应用 |
| 1.2.2 转录组测序 |
| 1.3 论文研究内容和意义 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验试剂 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 基因组DNA提取及质量检测 |
| 2.4.2 引物设计及PCR扩增 |
| 2.5 水稻WGS及 RNA-seq分析 |
| 2.5.1 水稻全基因组重测序流程 |
| 2.5.2 基因组数据分析 |
| 2.5.3 水稻转录组测序流程 |
| 2.5.4 转录组数据分析 |
| 2.6 蛋白生物信息学分析软件 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 R92 变异株遗传性状 |
| 3.2 R92的T4 代变异株遗传性状 |
| 3.3 全基因组重测序 |
| 3.3.1 基因组重测序数据质量 |
| 3.3.2 测序结果与参考基因组比对 |
| 3.4 R92 基因组中特有玉米DNA序列分析 |
| 3.4.1 R92 特有的玉米DNA序列在水稻中整合位置 |
| 3.4.2 R92 特有的玉米DNA序列整合到水稻检测 |
| 3.5 R92中SNP突变分析 |
| 3.5.1 SNP突变位点在水稻染色体上分布 |
| 3.5.2 SNP突变碱基置换类型 |
| 3.5.3 SNP突变位点临侧碱基统计分析 |
| 3.5.4 基因关键位点SNP突变 |
| 3.5.5 已知功能蛋白基因SNP突变位点检测 |
| 3.5.6 已知功能基因及上下游SNP突变 |
| 3.6 R92中InDel突变分析 |
| 3.6.1 R92 基因组InDel突变位点在水稻染色体上分布 |
| 3.6.2 InDel突变的碱基数目 |
| 3.6.3 已知功能基因及上下游 InDel 突变 |
| 3.6.4 已知功能基因InDel突变位点检测 |
| 3.7 水稻R92 转录组分析 |
| 3.7.1 R92 转录组测序数据质量 |
| 3.7.2 R92 与日本晴相关性分析 |
| 3.7.3 玉米序列插入、整合对水稻基因表达的影响 |
| 3.7.4 SNP突变位点基因的差异表达 |
| 3.7.5 InDel突变位点基因的差异表达 |
| 3.8 蛋白结构和功能预测分析 |
| OS01G0149500 基因编码蛋白分析 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 突变体R92 基因组玉米DNA序列分析 |
| 4.2 突变体R92 基因组突变分析 |
| 4.3 突变体R92 基因表达分析 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 玉米DNA序列筛选流程 |
| 附录 B V8中验证出的玉米序列 |
| 附录 C 未验证出的疑似玉米DNA序列 |
| 附录 D 基因关键位点突变 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
四、水稻基因组测序和分析的研究进展（论文参考文献）
- [1]基于蛋白互作的系统遗传学方法在植物功能基因鉴别中的应用[D]. 司春景. 华中农业大学, 2021(02)
- [2]甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究[D]. 张清. 福建农林大学, 2021(06)
- [3]无芒隐子草和白花草木樨全基因组及其关键性状相关功能基因研究[D]. 吴凡. 兰州大学, 2021
- [4]NGS技术在转基因作物分子特征解析中的应用前景分析[D]. 马硕. 中国农业科学院, 2020(01)
- [5]柑橘模式材料的开发与金柑属植物系统发育学研究[D]. 朱晨桥. 华中农业大学, 2020
- [6]基于连锁和关联分析的水稻耐盐性QTL定位与候选基因发掘[D]. 耿雷跃. 中国农业科学院, 2020
- [7]老芒麦高密度遗传图谱构建及落粒相关基因QTL定位[D]. 张宗瑜. 兰州大学, 2020
- [8]AD基因组棉种的耐盐性鉴定与两个耐盐基因家族的全基因组分析[D]. 董亚婷. 浙江大学, 2019(04)
- [9]非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性[D]. 席锟. 华中农业大学, 2019(02)
- [10]玉米DNA诱导水稻变异机理研究[D]. 宋刘敏. 河南师范大学, 2019(07)