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狗尾草属rDNA基因间区序列分析及系统学意义

2020-12-11阅读(360)

狗尾草属rDNA基因间区序列分析及系统学意义

论文摘要

狗尾草属（Setaria）属于禾本科（Gramineae）,大约包含125个种。其中既有重要的粮食作物谷子,也有多种农田杂草。该属目前有报道的仅三个基因组：A基因组、B基因组、C基因组,其它多数种的基因组构成还不是很清楚,对于不同种间的系统进化关系了解的也不是很清楚。本文对狗尾草属的多种材料IGS序列中的subrepeats和Crepeat进行了研究,然后利用IGS片段序列构建了系统进化树,在验证subrepeat和Crepeat的同时,更加精确地得到了各个种的同源性程度以及相互之间的亲缘关系。主要研究结果如下：1.我们对目前已经得到鉴定的狗尾草属A、B、C基因组材料和一些未得到鉴定的狗尾草属材料的IGS序列及其所包含的subrepeats进行了研究分析。发现IGS中的subrepeats具有明显的基因组特征,A、B、C基因组各自具有自身特征性的subrepeats,尤其是A基因组,即使不同的种之间,它们的subrepeats类型也是一致的。其它未得到鉴定的材料也分别具有自身明显的特征。其中S.lac-W74所拥有的subrepeats和其它基因组材料明显不同,我们推测其可能属于一种新的基因组,我们将其命名为D基因组；金色狗尾草包括3个种共8份材料,分析结果显示,也同样具有一样的subrepeats类型,与A基因组情况类似,我们推断金色狗尾草可能也属于一个新的基因组,我们将其命名为E基因组。2.我们对所有材料的C repeat进行了研究。发现狗尾草属材料中存在两个仅有若干个碱基间隔的C repeat,即CⅠ和CⅡ。CⅠ在同一基因组内一致,在不同基因组中具有多态性,CⅡ即使在种内,也同样具有多态性,这可以为深层次的系统分类研究提供帮助。C repeat的研究显示,S.lac-W74和金色狗尾草所具有的C repeat与其它基因组不同,这一结果支持S.lac-W74和金色狗尾草属于新的基因组的推论。3.我们用PAUP*4.0、PHYLIP3.69和MEGA4.1（beta）分别对IGS序列进行了ML和NJ法分析,以Panicum miliaceum的IGS序列为外类群,构建了进化树,所得结果一致。进化树结果显示,金色狗尾草单独聚在一枝,很明显的与其它基因组区分开来：S.lac-W74与A、B、C基因组聚在一个大枝内,显示出较近的亲缘关系,但又与其它基因组材料分处不同的小分支,说明其基因组不同于已知的A、B、C基因组,应该是一个新类型。聚类分析不但支持我们根据subrepeats和Crepeat做出的推论,还从IGS层面上证明了金色狗尾草和青色狗尾草可能属于不同起源的论断。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 引言
  • 1 文献综述
  • 1.1 狗尾草属的起源与进化
  • 1.2 核糖体DNA（rDNA）
  • 1.2.1 核糖体DNA（rDNA）结构及其在系统学中的应用
  • 1.2.2 基因间区（IGS）在植物分子系统学中的相关研究
  • 1.3 系统进化树的构建
  • 1.4 本文的研究目的和意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料和试剂
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 试剂
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 植物DNA的提取
  • 2.2.2 IGS序列的PCR扩增
  • 2.2.3 PCR产物的纯化
  • 2.2.4 目的片段与T载体（PUCm-T）的连接
  • 2.2.5 感受态细胞的制备
  • 2.2.6 连接产物的转化
  • 2.2.7 阳性克隆的鉴定
  • 2.2.8 测序
  • 2.2.9 数据分析及系统树的构建
  • 3 结果与分析
  • 3.1 狗尾草属材料rDNA基因间区IGS序列结构与分析
  • 3.2 SR1区域中subrepeats的结构与分析
  • 3.2.1 A基因组材料SR1区域中的subrepeats
  • 3.2.2 B基因组材料SR1区域中的subrepeats
  • 3.2.3 C基因组材料SR1区域中的subrepeats
  • 3.2.4 D基因组材料SR1区域中的subrepeats
  • 3.2.5 E基因组材料SR1区域中的subrepeats
  • 3.2.6 各基因组材料SR1区域中subrepeats及其所含Re和motif的分析
  • 3.3 SR2区域中subrepeats的结构与分析
  • 3.3.1 E基因组材料SR2区域中的subrepeats
  • 3.3.2 A、B、C及D基因组材料SR2区域中的subrepeats
  • 3.3.3 各基因组材料SR1区域中subrepeats及其所含motif的分析
  • 3.4 基于狗尾草属各材料IGS序列构建的系统树的分析
  • 4 讨论
  • 4.1 关于IGS序列在狗尾草属种内系统学研究中应用的讨论
  • 4.2 IGS序列中subrepeat的进化分析
  • 4.3 IGS序列subrepeat中的motif
  • 4.4 IGS序列中的Crepeat
  • 4.5 狗尾草属种间的亲缘关系
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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