一个芥菜型油菜品种资源的线粒体基因组序列分析

论文摘要

芥菜型油菜(B. juncea)具有强抗逆性特点,是具有重要利用价值的种质资源。本研究完成了一个芥菜型油菜材料江浦野芥菜的线粒体基因组测序,并分析了基因组序列,为认识和研究芥菜型油菜线粒体基因组以及芸薹属作物线粒体基因组关系提供基础。研究主要结果如下：1.线粒体基因组序列分析：本研究采用罗氏454高通量测序技术,完成了一个芥菜型油菜线粒体基因组的测序,得到一个完整环状线粒体基因组序列,全长为219,766 bp,命名为jun型。以甘蓝型油菜nap型线粒体基因组为参照,比对发现jun型线粒体基因组序列上存在着序列的插入和缺失,形成了共9.4 kb的特异序列；两者间同源性在99%以上、且大于2 kb的同源片段共10个。与甘蓝型油菜pol型线粒体基因组序列相比,juun型含有一段813 bp特异序列。单核苷酸变异分析表明,jun型与nap型、pol型序列之间分别有155个和20个SNP,主要存在于线粒体非编码蛋白的区域,说明线粒体基因组的编码基因序列高度保守。jun型中,含有一些小片段重复序列、1对2.4 kb的大片段重复序列以及串联重复序列。重复序列占基因组序列的7.50%。2.基因分析：jun型含33个编码蛋白的基因、3个核糖体RNA基因和18个tRNA基因,已知功能基因序列总长38,139 bp,占整个基因组序列的17.35%。与nap型相比,jun型已知功能基因的cox1、cox2、atp1、trnC和trnE有1个核苷酸置换,但不影响正常功能。jun型中不含orf222,但比nap型多一个trnH基因。jun型的已知功能基因与pol型相同,但不含有orf224。jun型中含有44个与pol型相同的未知功能ORF；与nap型相比,8个ORF是不同的,其中orf122和orf132为jun型所特有。本研究明确了芥菜型油菜线粒体基因组与甘蓝型油菜线粒体基因组之间差异,为理解芸薹属线粒体基因组提供了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物线粒体的起源
• 1.2 植物线粒体基因组的基因
• 1.2.1 植物线粒体基因组序列研究进展
• 1.2.2 植物线粒体基因构成
• 1.2.3 植物线粒体基因转录与编辑
• 1.3 植物线粒体基因组的结构
• 1.3.1 植物mtDNA的组织结构
• 1.3.2 植物线粒体的重复序列与重组
• 1.4 芸薹属植物线粒体基因组研究进展
• 1.5 芥菜型油菜起源
• 1.6 线粒体DNA的提取与测序
• 1.6.1 线粒体DNA的提取方法
• 1.6.2 线粒体基因组测序方法
• 1.7 本研究的目的和意义
• 1.8 本研究的技术路线
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 试剂
• 2.3 方法
• 2.3.1 油菜高纯度线粒体的提取
• 2.3.2 线粒体DNA的萃取及纯化
• 2.3.3 线粒体DNA质量及纯度的鉴定
• 2.3.4 特异序列的克隆测序
• 2.3.5 线粒体基因组测序方法
• 2.3.6 线粒体基因组序列分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 芥菜型油菜线粒体DNA检测
• 3.2 芥菜型油菜线粒体基因组的测序及验证
• 3.2.1 芥菜型油菜线粒体基因组的测序
• 3.2.2 芥菜型油菜线粒体基因组序列验证
• 3.3 芥菜型油菜线粒体基因组序列分析
• 3.3.1 jun型与nap型、pol型序列对比分析
• 3.3.2 油菜线粒体基因组SNP分析
• 3.3.3 芥菜型油菜线粒体基因组重复序列分析
• 3.4 芥菜型油菜线粒体基因组的基因以及ORF
• 3.5 芥菜型油菜线粒体基因以及ORF的比较分析
• 3.5.1 基因以及ORF与nap型、pol型的比较
• 3.5.2 芥菜线粒体基因组特异ORFs的验证
• 3.6 芥菜型油菜线粒体基因组的结构分析
• 3.6.1 重复序列介导的芥菜型线粒体基因组片段的重排
• 3.6.2 芥菜型油菜线粒体基因组的环状构型
• 3.7 芥菜型油菜线粒体基因组的来源
• 第四章 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 线粒体基因组的基因与特异ORF
• 4.1.2 线粒体基因组基因的内含子
• 4.1.3 重复序列与线粒体基因组序列重排
• 4.1.4 高等植物线粒体基因组的分子构型
• 4.1.5 芥菜型油菜线粒体基因组来源
• 4.2 结论
• 4.2.1 芥菜型油菜线粒体基因组测序
• 4.2.2 芥菜型油菜线粒体基因组序列分析
• 4.2.3 芥菜型油菜线粒体基因组基因
• 4.2.4 芥菜型油菜线粒体基因组结构分析
• 4.2.5 芥菜型油菜线粒体基因组的来源
• 本研究创新之处
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢