一、Mapping Genes for Cotton Fiber Quality: A. thaliana as a Source of Candidate Genes（论文文献综述）
李铮[1]（2021）在《大麻开花关键基因CsHd3a、CsCOL家族基因的克隆及表达谱分析》文中研究表明光周期是影响植物开花的重要因素之一。植物体内有着复杂的光信号传导控制开花的调控网络,光周期引起植物生物钟介导光周期途径调控花期,其中CONSTANS（CO）基因是调控开花的关键因子。CO接收到信号后,传递并激活下游FLOWERING LOCUS T（FT）基因,由FT基因在叶片中表达后传递至茎尖分身组织（SAM）,并促进花器官组织的分化和发育。本研究基于前人对拟南芥、水稻和棉花等植物开花相关基因研究的理论基础,对大麻179份种质资源在短日（SD）条件下的田间进行开花期调查,并选取具代表性的早、晚花品种作为研究材料,利用生物信息学和分子生物学等技术手段,对大麻开花关键基因CsHd3a和CsCOL家族基因进行研究。在大麻基因组数据中获得其基因序列,通过PCR技术进行片段克隆,并使用实时荧光定量（qRT-PCR）技术探究基因的时空表达情况。主要研究结果如下:1.对179份大麻种质资源进行了开花期和现蕾期调查。中国秦岭淮河以北地区的品种,在中国南部种植后大部分出现早花现象,即播种后19至35天现蕾,23至38天开花。南方品种如“云麻”、“巴马”系列则主要集中在50天后现蕾,63天及以后开花。来自吉林的品种“668”、黑龙江的“尤纱300”和山西的“吕梁麻”皆属于北方品种,但其开花时间为播种后56天,与部分南方品种开花时间相同,说明这些品种北种南移后受光周期影响较小,可作为广适应性的候选品种进行育种。2.在大麻品种“Q1”中克隆出CsHd3a基因,CDS全长为543bp,编码180个氨基酸,包含PEBP家族蛋白结构域。组织特异性分析表明,该基因在叶中高表达,同时在SD处理下表现出节律性变化,且在早8点达到最高。进一步分析表明,短日照条件下,早花品种“Q1”中CsHd3a基因表达量显着高于晚熟品种“Y7”,尤其在白天差异明显。此外,CsHd3a氨基酸序列在“Q1”和“Y7”中存在多处氨基酸差异。综上,CsHd3a编码一个PEBP蛋白家族成员,并可能参与大麻光周期成花调控。3.利用生物信息学技术,在大麻基因组中共鉴定出13个CsCOL基因。系统发育分析表明,CsCOL蛋白分为三个亚组,每个亚组均包含保守的内含子/外显子结构和基序。染色体定位分析表明,13个CsCOL基因在7条染色体上分布不均,其中10号染色体中的CsCOL成员最多。共线性分析表明,水稻和雷氏蒙德棉中均存在CsCOL4和CsCOL11的同源基因。在13个CsCOL基因中,CsCOL6和CsCOL12是一对串联重复基因,且CsCOL8和CsCOL11可能是区段重复产生的。此外,组织特异性表达表明,在叶片中优先表达10个CsCOL基因,其中1个在茎中优先表达,2个在雌花中优先表达。大多数CsCOL在不同的光周期处理下表现出昼夜波动的情况。另外,CsCOL3和CsCOL7在早花和晚花品种之间出现几处氨基酸差异。
高斌[2]（2021）在《棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证》文中认为细胞质雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility,CMS）是一种由线粒体基因异常引起的具有母性遗传特征的性状,在高等植物中很常见。在农作物中,CMS系是杂种优势利用中极为重要的遗传资源,广泛应用于杂交育种。棉花是我国重要的纤维作物,随着我国植棉面积的下降,提高棉花产量是棉花育种的一大目标。棉花具有非常明显的杂种优势,产量和品质的杂种优势在棉花的育种中被广泛利用。细胞质雄性不育系在棉花中具有巨大的利用优势,能在杂交育种中最大限度降低自交率,比人工去雄和化学杀雄法更省时省力;相比于细胞核雄性不育,细胞质雄性不育系在不育系繁殖方面也有具有一定的优势。但棉花细胞质雄性不育性状在生产上的三系配套应用相对较晚,恢复系的恢复力不强是强优势配组的一个障碍。恢复系转育是筛选强杂交优势配组的必需途径。目前棉花的细胞质雄性不育恢复基因尚未被克隆,为了提高恢复系转育效率和实现恢复基因的分子应用,定位和克隆恢复基因具有重要意义。本研究使用混池测序和遗传群体定位,对细胞质雄性不育系6001A的恢复系7R13的恢复基因进行定位,通过扩增子测序和三代测序,克隆了恢复基因的候选基因,并通过愈伤恢复实验初步验证了候选基因,主要结果如下:（1）表型鉴定。6001A花药败育发生在不育系花蕾5-6 mm左右时,减数分裂前后,恢复系7R13对6001A的育性恢复作用强,恢复度高。田间F2群体的育性恢复表型分离模式证明育性恢复为单基因控制,具有完全显性效应。（2）基因定位。通过s BSA-seq将Rf基因初定位在D05:3298333-48126864,约15.14 Mb的区间。通过群体基因型分析,获得Rf基因最近的两个SSR分子标记Gh＿4740和NAU3938,对应的物理区间为2.66 Mb（D05:44749577-47409880）。（3）区间PPR-cluster进化分析。定位区间包含一个大型的PPR-cluster,由20个RFL-PPR同源序列组成。通过全基因组PPR基因家族分析发现D05区间PPR簇相比其他染色体区域具有成员多、密度高、同源性高的特点。在全基因组共鉴定到54个与区间PPR同源的序列,推断A04和D05上的PPR与棉属祖先更接近,恢复基因的形成可能是D05区间PPR簇内基因位点特异性选择的结果,且很可能保留了D05的同源PPR簇在序列上的相似性,D05同源PPR簇的相似性更高、成员更多的特点具有更理想的进化可塑性,能更积极和快速地应对线粒体基因突变。（4）序列克隆与标记开发。初步克隆区间PPR基因发现恢复基因所在的区间PPR簇可能存在大量变异且包含的PPR基因数量未知,TM-1参考基因组序列不能准确指导对本研究中恢复系区间PPR的克隆和定量分析。根据克隆的序列信息和多态性SLAF标签,开发了两个在生产上可应用于检测恢复系7R13纯度的分子标记。（5）设计Homocap-seq方案克隆恢复基因。为在大量的同源RFL-PPR中克隆恢复基因,设计了Homocap-seq方案,并开发了扩增子分析全套脚本,具有较高的实用性。通过分析恢复系特异的扩增子,发现了恢复系区间与参考序列存在巨大差异,根据高深度的恢复系特异扩增子克隆了3个PPR基因,进而通过表达筛选确定2个PPR为候选恢复基因。通过三代测序对Rf基因区间的所有PPR进行了注释,发现恢复系区间的PPR簇比普通陆地棉更为庞大,并通过PCR克隆的方法,获得了区间所有完整型和提前终止型PPR的准确序列。计算Rf区间PPR的相对表达水平验证了扩增子分析结果。组织表达模式分析表明n-PPR-1和n-PPR-2为花药发育早期特异表达的基因。进化分析表明,n-PPR-1可能是在CMS压力下,由n-PPR-5新形成的一个原位复制产物。最后,基于胁迫敏感的CMS效应建立了愈伤快速验证体系,通过一个转育的CMS遗传转化受体YZ1A,验证了n-PPR-1,而不是n-PPR-2,对YZ1A的愈伤盐胁迫反应具有抑制作用,证明n-PPR-1具有恢复CMS相关表型的功能。
李方东[3]（2021）在《茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发》文中进行了进一步梳理茶树是我国最重要的传统经济作物,其叶制成的茶叶是世界上最受欢迎的仅次于水的第一大非酒精饮品,具有巨大的经济、健康和文化价值。近年来,随着高通量转录组测序技术的广泛应用,有力推进了茶树生物学基础研究进程。然而目前大部分组装软件及其分析流程均依据于模式植物的转录组数据设计的,其在非模式植物如茶上的应用存在诸多问题,因此急需开发适宜茶树转录组组装和分析的方法与策略。同时,随着茶树基因组和代谢组数据的增加,亟待构建能够整合大量不同类型组学信息与分析方法的综合数据分析平台。为此,本研究基于茶树基因组学、转录组学、代谢组学等数据资源,借助通用计算机系统、开放的数据库平台架构、高效的数据库存储系统,并结合智能的搜索引擎、友好多样的数据展示方式和简便易用的生物信息分析工具,优化茶树转录组数据组装策略,构建茶树基因组数据库分析平台,以促进茶树生物学大数据的共享和各类组学的挖掘研究。本研究的主要研究结果如下:（1）利用的茶树八个代表性组织的高深度二代转录组测序数据,通过随机抽取数据法进行全组织混合组装模拟,抽取的测序数据量为32 Gb,然后使用五种主流的转录组从头组装软件（SOAPdenovo、Trans-ABy SS、Trinity、Bridger和Bin Packer）分别进行茶树转录本重构组装,利用植物直系同源单拷贝基因库比对、公共数据库注释和转录本表达模式的分析等统计学方法进行评价。结果发现在使用32 Gb模拟测序数据量进行转录组组装时,Bin Packer组装软件和Bridger组装软件的各项评估指标均优于其他三个软件。进一步比较得出,Bridger软件在转录本N50长度、平均序列长度和序列完整性指标上略优于Bin Packer软件,同时组装的完整性也和茶树三代转录组测序相当,说明这两个软件尤其是Bridger可能更加适合茶树转录本的从头组装。（2）通过随机抽取序列进行不同数据量全组织混合和单组织组装,模拟茶树4-84 Gb测序量下使用上一步已评价较适合的Bridger组装软件分别进行组装,然后评估数据量对茶树转录组组装的影响。通过对组装结果基本指标进行统计和BUSCO评价分析得出,当茶树全组织混合组装的数据量为48 Gb时各项指标均较优,说明48Gb是茶树全（多）组织组装的优先选择的测序量。进一步进行单组织和多个组织不同数据量的组转评估得出:1)随着单组织测序数据量的增加,组装出转录本的数量也在增加,同时BUSCO评估的缺失率也在降低。当数据量达到6 Gb时,8个组织中6个组织的组装BUSCO缺失低于20%;继续增加至数据量至9 Gb时,8个组织组装的BUSCO缺失均低于20%,甚至嫩叶样本的完整性超过90%。2)对多个组织进行不同数据量组装时,其变化规律和单组织组装相似;同时两个以上组织的混合组装得到的转录本数量和完整性也优于单个组织的组装。这些结果说明,单组织组装数据量在6至9 Gb时可以获得较好的结果,性价比较高,但继续增加单组织组装的数据量或者进行多个组织混合组装均可提高转录本的数量和组装完整性。（3）本研究通过广泛收集和自主测序,整理并获得了茶树基因组图谱、24种山茶属植物共计97个转录组、代谢组、甲基化组、种质资源及大量生物和非生物胁迫基因表达谱数据,利用基因表达和代谢物分布模式的相关性等建立起各数据之间的联系;通过Mysql数据库存储、网页服务器工具和基于JAVA语言等各类计算扩展包,构建了以茶树基因图谱为框架的茶树基因组数据库平台。平台通过前端HTML5网页设计数据库整体界面,集成高性能的搜索引擎和友好的可视化工具,为用户提供基本的检索和结果的展示,以及批量下载各类丰富的数据信息。通过集成各类生物信息分析工具（如BLAST,GO和KEGG功能聚类,相关性分析,同源基因搜索,ORF搜寻,多态性SSR位点鉴定和引物设计等）,有助于研究者快速检索以及深度挖掘数据库中丰富的组学数据并实现批量数据获取和可视化。以TPIA收集的不同种茶组植物的转录组和基因组数据为应用实例,本研究初步构建了代表性茶组植物的系统发育框架,结果表明,这些茶组植物物种可分为三组,其中栽培茶树聚集在一起并和C.makuanica、C.tachangensis等构成姐妹组,大理茶是该系统进化关系的基部类群。我们进一步检索了茶组植物叶片中儿茶素和咖啡因的代谢积累数据,然后根据物种分类关系将其映射到构建的系统发育关系上。结果表明,茶叶品质相关代谢物（如儿茶素）的含量随着物种进化轨迹而增加,最近分化的茶树积累的儿茶素和咖啡因比古老分支的物种多。这些数据全面揭示了茶组植物茶叶品质相关特征代谢产物的动态演化,为未来茶树功能基因组学研究和育种提供新的见解和重要线索。综上所述,本研究通过对茶树转录组装策略的研究和优化,探索了适宜茶树二代转录组组装的软件和测序量;同时对基因组学等相关组学数据进行广泛收集和分析,构建了茶树目前最全面的基因组数据库平台,为茶树分子生物学研究提供了丰富的数据和理论基础,将有助于推动茶树功能基因组学、进化生物学和群体遗传学等研究以充分发掘利用茶树优质基因资源,进而指导茶树遗传育种和品种改良,进而促进茶产业的可持续发展。
刘志新[4]（2021）在《大叶芥菜叶片银色性状的表型鉴定与基因挖掘》文中指出芥菜是起源于我国的十字花科芸薹属特色蔬菜,除青藏高原外,全国各地均有栽培。在栽培生产过程中,蚜虫介导的芥菜病毒病是制约芥菜产量以及品质的重要因素。在长期的芥菜栽培与与育种研究中,本课题组发现一份特殊的银叶芥种质资源,叶片表现为银白色,对蚜虫具有天然的趋避性,几乎不会感染病毒病。本课题通过银叶芥的生理指标测试、抗虫试验、扫描电镜观察等,系统鉴定了银叶芥材料的表型特点,利用亲本材料银叶芥P1和绿叶芥P2构建遗传群体,利用BSA-seq和RNA-seq技术进行正向与反向遗传学的研究,挖掘控制芥菜叶片银色性状的候选基因,初步解析银叶芥叶片银色性状形成的机理,实践上将加速叶片银色性状在芥菜抗病育种中的应用。主要研究结果如下:1.银叶芥P1和绿叶芥P2的表型鉴定。对银叶芥P1和绿叶芥P2进行田间抗虫鉴定、叶绿素含量测定、叶绿体透射电镜、叶表扫描电镜实验。结果显示,银叶芥P1的叶片昆虫取食部分占总面比例为5.3%,绿叶芥P2为15.9%,银叶芥P1具有更好的抗虫性;银叶芥P1叶片的叶绿素a含量为0.83 mg/g,叶绿素b含量为0.25 mg/g,绿叶芥P2叶片的叶绿素a含量为0.81 mg/g,叶绿素b含量为0.29mg/g,两材料叶绿素含量无明显变化;银叶芥P1和绿叶芥P2均存在完整的叶绿体结构,淀粉粒、质体小球、基粒类囊体均清晰可见,无明显差别;两材料表皮细胞结构（气孔和表皮细胞）均完全正常,但是其角质层蜡质表现却大不相同,银叶芥P1蜡质层结构致密,表现为针状和棒状居多,而绿叶芥P2中蜡质层结构为松散的片层状。2.银叶芥P1叶片银色性状的遗传鉴定补充。在前期遗传分析基础之上,本课题进一步对亲本材料银叶芥和绿叶芥杂交所获得的F1代与绿叶芥P2回交,构建BC1群体,经χ2检验后,符合1:1的性状分离比。3.BSA-seq的数据分析与基因定位。对亲本以及混池的Clean Data与芥菜参考基因组比对,进行SNP和In Del的变异检测,计算每个变异位点的Δ（SNP-i ndex）值,将候选基因确定在A06染色体28.91 Mb-31.18 Mb长度为2.27 Mb的区间内。进一步设计了50对In Del标记,在银叶芥P1和绿叶芥P2两亲本中进行扩增筛选,获得了10对多态性In Del标记;在F2群体隐形单株中,对多态性标记进行扩增及电泳分析,计算交换单株的数量,将候选基因定位于标记In Del3059和标记In Del3105之间,物理距离460 kb,一共包含65个基因。4.银叶芥P1和绿叶芥P2的转录组测序。在银色性状快速积累期,取银叶芥P1和绿叶芥P2的RNA进行转录组测序,分析两材料在基因表达水平上的差异。结果获得4396个DEGs,表达量上调的基因为2520个,表达量下调的基因为1876个;在DEGs筛选到与氧化还原过程相关的基因（CER10、KCBP）、与代谢过程相关的基因（LHY、AHAS）、与硫酸盐同化相关的基因（APS1、APK2）、与硫化合物相关的基因（GGT1、SAMDC4）等可能参与调控叶片银色物质的积累。5.候选基因的预测。结合基因定位的结果以及两亲本转录本的数据,在物理距离460kb的候选区域内,对全部的65个基因进行差异表达分析,结果显示,Bju A025126、Bju A025138、Bju A025146、Bju A025163四个基因存在显着性的差异表达,其中,Bju A025126在银叶芥P1中的表达量为绿叶芥P2中的70倍,Bju A025138在银叶芥P1中的表达量为绿叶芥P2中的1200倍,Bju A025146在银叶芥P1中的表达量为绿叶芥P2中的3.8倍,Bju A025163在银叶芥P1中的表达量为绿叶芥P2中的3.5倍;对差异表达基因进行q RT-PCR验证,结果基本一致。进一步分析了差异基因的基因结构以及所编码蛋白质的二维、三维结构,旨在为后续的功能研究奠定基础。
宋玥[5]（2021）在《利用多组学解析野生稻驯化成栽培稻的基因表达模式变异》文中研究指明水稻（O.sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一,但水稻现代育成品种在驯化过程中丢失了大量的优异基因,所以解析驯化过程中多样性变异规律为作物农艺性状的遗传改良提供理论依据。目前与驯化相关的基因组多样性变异规律研究开展较多,但是不能完全解释栽培稻和野生稻的表型差异,所以,从基因组角度研究栽培稻的驯化历史尚存在不足。本研究选择具有代表性的187份亚洲栽培稻和普通野生稻为研究材料,在表型鉴定和群体基因组测序的基础上,分别选取叶片、孕穗期幼穗、开花期小花和灌浆期穗四个时期的组织进行转录组测序,整合基因组、转录组和表型数据,利用差异表达分析、e QTL分析和WGCNA分析,研究驯化过程中基因表达模式的变异、基因组变异与基因表达模式的关系和基因表达模式对重要农艺性状的影响。取得主要结果如下:1.对1872份普通野生稻和栽培稻的12个重要农艺性状进行分析,在抽穗期、花药长度、粒长、粒宽和粒重5个农艺性状上变异系数范围为6.4%～17.1%,发现遗传距离与地理距离有显着的正相关性,根据表型的聚类分析和群体内多样性差异选择了95份栽培稻,82份野生稻进行后续分析。2.对选择的187份样本材料进行重测序,过滤后得到5,102,613个SNP变异,利用这些分子标记,分别用邻接树法,主成分分析和STRUCTURE三种方法确定了G1（O.sativa ssp.indica）和G2（O.sativa ssp.japonica）两个栽培稻类群以及G3（w-j）和G4（w-i）两个野生稻类群。3.对187份样品的叶片、孕穗期幼穗、小花和灌浆期穗四种组织进行转录组测序,一共获得了695份转录测序数据。一共发现53376个表达基因,有8666个为首次发现的新基因。9859个基因是四个组织均含有的保守基因,4169个为组织特异性基因。利用这些基因的表达量差异,我们通过主成分分析法,发现在四个组织中的基因群体表达模式不尽相同,其中叶片组织基因群体表达模式与DNA的分群结果较为一致,而孕穗期幼穗、小花和灌浆期穗三个生殖阶段的组织群基因表达模式一致。选取叶片和孕穗期幼穗分别代表营养生长和生殖生长阶段,进行基因差异表达分析,相对于栽培组来说,野生组在叶片组织中发现了3279个下调基因,2830个上调基因,在幼穗组织中发现了2871个下调基因,6589个上调基因,说明栽培组和野生组在生殖上分化更明显。4.用eQTL的方法分别在叶片、幼穗、小花和灌浆期穗中找到受cis-e QTL和trans-e QTL调控的基因9388,8550,6975和7799个,这些调控位点在基因组上存在一些密集分布的区段。用WGCNA的方法对表达的基因和11个重要农艺性状做关联分析,在四个组织中分别找到了14、24、31和18个与表型性状相关的基因共表达模块,并对3个与粒型多样性形成相关的基因在中花11中做了CRISPR实验,发现基因敲除后粒宽变窄。
吕尧[6]（2021）在《生姜根茎形成与膨大机制研究》文中研究指明生姜（Zingiber officinale Rosc.）以地下部变态根茎作为食用器官,其大小不仅可衡量产量的高低,还是重要的外观商品指标,明确其发育机理,可为栽培技术创新和种质创制提供理论支撑。为此,本文在对根茎形成过程进行解剖学结构观察基础上,采用靶向代谢组学的手段研究了生姜根茎形成过程中内源激素的变化,通过转录组测序,分析了差异表达基因;验证了ZoABF4对ZoSUT2的调控关系;同时以生产中种姜播深影响根茎膨大为切入点,研究了根茎膨大与内源激素、糖代谢等的关系。主要研究结果如下:（1）生姜新生的根茎形成始于种姜种芽的萌发过程中,种芽萌动期有初步的茎尖结构,分生细胞活跃,但未见明显的根茎组织与维管束;而成芽期,可观察到典型的茎尖与根茎组织结构,生长锥及叶原基细胞活跃,髓部细胞趋于成熟,维管束发育完成。（2）生姜新生根茎形成过程中,IAA、ABA和JA含量逐渐升高,而GA1、GA4、GA7、玉米素、反式玉米素核苷、IP及IPR含量逐渐降低;ACC含量在种芽萌动前含量较高,而在种芽萌动期含量极低;茉莉酸异亮氨酸含量先升高后降低。由此可见,不同植物激素在生姜种芽萌发、根茎诱导以及根茎形成过程作用不同,GA和乙烯可促进生姜萌发,JA和ABA可诱导根茎形成,ABA和IAA促进根茎形成,而GA不利于根茎形成。在生姜根茎膨大过程中,IAA、ABA含量逐渐提高,GA3和玉米素含量逐渐降低。（3）生姜根茎形成过程中,参与IAA、ABA、BR和JA生物合成的相关基因表达上调,而参与CTK、GA生物合成的相关基因显着下调表达,且催化其分解的CKX和GA2ox表达显着上调,这与新生根茎中植物激素的变化一致。IAA可直接介导AUX/IAA和GH3基因的表达,促进IAA的信号响应;而CRE1、AHP与B-ARR的下调表达降低生姜对CTK的敏感性;GAs响应转录因子（TF）的下调表达减弱了GA的信号转导,而ABA促进了Sn RK2和ABF的表达,促进了ABA下游基因的表达。JA和BR均促进了其信号转导过程中的基因表达。（4）生姜根茎膨大过程中,播深10 cm较播深2 cm显着促进了新生根茎的膨大,根茎鲜重提高91.34%,根长、根表面积及根系活力分别提高了62.27%和44.2%和17.34%;播深10 cm显着提高了根系IAA、ETH含量,降低了ABA和CTK含量,同时ARF7、LBD16和PIN1基因表达显着提高,而AUX/IAA表达显着降低;播深10 cm对生姜根茎膨大的促进作用还与根茎中水通道蛋白基因的表达上调有关,连同维管束的旺盛发育,促进了生姜水分的传导与积累;播深10 cm提高了根际蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、脱氢酶和多酚氧化酶活性,提高了Acidobacteria、Gemmatimonadetes和Planctomycetes的丰度,促进了nar G、nir S、nif H和amo A基因的表达,有利于维持较好的根际营养。（5）生姜根茎膨大过程中,播深10 cm显着提高了植株叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,以及Rubisco和FBPase活性与基因表达水平。与播深2 cm相比,播深10 cm可显着提高生姜叶片的光合电子传递效率,降低热耗散;播深10 cm可促进蔗糖转运蛋白SUTs和SWEETs的基因表达,提高蔗糖的装载与卸载效率;而叶片中分解方向SUS和CWINV活性以及基因表达水平的降低,和根茎中的酶活性与基因表达量的提高,促进了叶片中的蔗糖装载与根茎中的蔗糖卸载,提高了库源间的蔗糖浓度梯度;播深10 cm还提高了生姜根茎中淀粉合成相关基因SSS、BE、PGE和AGPase的表达水平,降低了淀粉分解相关基因α-AM、β-AM和SP的表达量,促进淀粉在生姜根茎中的合成积累。（6）ZoABF4和ZoSUT2均随生姜根茎形成与膨大表达量显着提高,且ZoABF4在突变体生姜瘦小姜指中表达显着降低。基因克隆及功能分析表明,ZoABF4定位于细胞核,ZoSUT2定位于细胞膜;ZoSUT2启动子具有3个ABRE顺式作用元件,酵母单杂交证明ZoABF4可与ZoSUT2的SUT2-3启动子片段发生结合;双荧光素酶实验表明,ZoABF4对ZoSUT2转录激活。
张清[7]（2021）在《甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究》文中研究指明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。
欧云灿[8]（2021）在《陆地棉产量和纤维品质性状QTL分析》文中研究说明棉花是世界上重要的经济作物,也是纺织工业的重要原料之一,棉属包括45个二倍体种和7个异源四倍体种,其中有2个四倍体栽培棉种,分别是陆地棉和海岛棉。陆地棉产量占世界棉花总产量的95%以上,但陆地棉纤维品质比海岛棉差,缺乏纺高档棉纱的品种。棉花产量和纤维品质性状之间存在负相关,因此利用传统的育种方法很难满足纤维品质与产量性状同步改良。随着生物技术的迅速发展,基因组测序技术已广泛应用于棉花分子育种研究中,这为陆地棉产量和纤维品质性状的遗传改良和有利等位基因挖掘奠定了基础。本研究采用SSR分子标记技术和简化基因组测序技术（SLAF-seq）检测（渝棉1号×N274）F2:7重组自交系（RIL）群体180个家系基因型,构建遗传连锁图谱,结合该群体产量和纤维品质表型数据,进行产量和纤维品质性状有利等位基因的挖掘。主要研究结果如下:1.SSR基因型检测本研究以陆地棉优质品种渝棉1号为母本,N274为父本构建（渝棉1号×N274）F2:7重组自交系群体,利用实验室前期筛选的260对多态性SSR引物对RIL群体进行基因型检测,共获得了78个有效的SSR多态性位点。2.SLAF-seq基因型检测利用SLAF-seq技术对RIL群体进行简化基因组测序,共得到1246.78M的reads,亲本平均测序深度为59.29×,子代平均测序深度为27.36×,测序结果共开发获得354046个SLAF标签,其中表现出多态性的有8732个SLAF标签,多态性比例为2.47%。8732个多态性SLAF标签经过多重过滤剔除,共计获得2127个有效SNP位点。3.遗传图谱构建利用Joinmap4.0软件对78个SSR多态性位点和2127个SNP位点进行遗传连锁分析,构建了一张包含78个SSR标记和2127个SNP标记的高密度遗传连锁图谱,该图谱重组长度为3195.8 c M,标记间平均距离为1.4 5c M。其中,A亚基因组包含39个SSR标记和1216个SNP标记,覆盖长度为1683.65 c M,标记间平均距离为1.34 c M;D亚基因组包含39个SSR标记和911个SNP标记,覆盖长度为1512.15 c M,标记间平均距离为1.59 c M。4.产量及纤维品质性状QTL定位在遗传连锁图的基础上,结合2019年重庆、2019年海南、2020年新疆库尔勒和新疆奎屯4个环境的产量和纤维品质性状表型数据,利用软件Map QTL6.0进行QTL检测。在4个环境中共定位到70个产量和纤维品质性状相关QTL,包括12个产量性状相关QTL,58个纤维品质性状相关QTL。其中有46个QTL在染色体A亚组能被检测到,有24个QTL在染色体D亚组能被检测到。在两个环境中均能被检测到的有7个QTL（q SIA01、q FLA01.1、q FLD13.1、q FSA07.2、q FMA01、q FMD06和q FED07）,在三个环境中均能被检测的到有3个QTL（q SIA07、q FLA07.2、q FMA07）。此外,有6个QTL簇集中分布在A01、A05、A07、A13、D06和D13染色体上。研究结果为棉花产量和纤维品质QTL的精细定位、图位克隆和候选基因鉴定奠定了基础。
张驰[9]（2020）在《陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证》文中认为棉花是重要的经济作物,也是研究多倍体起源、进化和驯化的理想物种。陆地棉作为棉花主要的栽培种之一,其纤维品质和产量的遗传作用机理一直是研究的热点。棉花纤维是由单个表皮细胞发育成的毛状体,几乎由纯纤维素组成,同时也是研究细胞伸长和细胞壁修饰的理想单细胞模型。本研究利用355份陆地棉品种（系）所组成的自然群体以及纤维长度相关的F2和F2:3作图群体,通过收集其纤维品质和产量的表型数据,利用基因型数据（包括全基因组重测序和SLAF简化测序技术获得的SNPs）,定位了纤维产量和品质相关的优异变异位点,鉴定出相关候选基因并对基因功能进行了初步验证,包括基因在拟南芥中的过表达、病毒诱导基因沉默（VIGS）在棉花中的瞬时表达和棉花中的基因编辑等。本研究探索了纤维品质和产量的遗传基础与分子机理,为棉花纤维品质和产量的改良提供依据。主要结果如下:1.对355份陆地棉材料进行多年多点的种植,收集11个环境下的五项纤维品质相关性状和两个产量相关性状,包括:纤维长度（Fiber Length:FL）,纤维强度（Fiber Strength:FS）,纤维整齐度（Fiber Uniformity:FU）,马克隆值（Fiber Micronaire:FM）,纤维伸长率（Fiber Elongation:FE）,衣分（Lint Percentage:LP）和单铃重（Boll Weight:BW）。对表型数据的统计分析发现7个纤维品质和产量的性状均存在显着的表型变异,且数据均呈现正态或近正态分布;Pearson相关性分析结果显示,FM与其它6个性状呈显着负相关,而其余6个性状间均为正相关关系;遗传力分析表明,7个纤维品质和产量性状的遗传力都普遍较高,介于59.4%～91.6%之间,表明基因型对这几个性状有很大影响,适合进行后续的关联分析。2.用355份陆地棉的简化测序数据与8个环境下纤维长度的表型数据进行全基因组关联分析（GWAS）,共筛选到14个与纤维长度显着关联的SNP位点,分别分布在6条染色体（A03、D02、D03、D04、D09和D11）上。其中,位于D03染色体上的两个显着SNP位点（D0341720764和D0341721072）与纤维长度关联最显着,表型变异解释率介于13.13%～14.37%之间。单倍型分析发现这两个SNPs都存在AA和TT两种单倍型,在8个环境的表型数据中发现携带AA单倍型的材料的纤维长度均显着短于携带TT单倍型的材料。在纤维长度相关的家系群体中进行连锁作图分析,发现在F2和F2:3群体中均检测到2个显着的QTL（qFL-D03-1/2和qFL-D08-1/2）。根据SNP的物理位置,我们发现GWAS和连锁作图在D03染色体上都检测到一个可以解释相对较高表型变异的重叠区域,表型变异解释率分别为13.75%和19.28%,这表明该区域很可能存在控制纤维长度性状的主效位点,并结合基因组注释信息筛选到候选基因GhD03G1338（F2KP）进行后续的功能验证。3.从开花前3天到开花后20天的材料中进行qRT-PCR实验发现,GhF2KP在陆地棉标准系TM-1和长短纤维材料中有明显的表达量差异;同时在拟南芥中过表达该基因,发现GhF2KP可促使拟南芥的叶片表皮毛密度显着增加,主根显着增长。利用VIGS技术沉默该基因,发现在不同材料中抑制GhF2KP的表达后,其纤维长度存在不同程度的变短,且在长纤维材料中这一现象更为明显。综合以上结果推测GhF2KP可能参与棉花纤维细胞伸长的正向调控。4.利用355份陆地棉的全基因组重测序数据与11个环境下的纤维品质和产量性状进行全基因组关联分析,得到与相关性状显着关联的标记位点,发现阈值（-logP>5）以上的标记数目为1,825个,阈值（-logP>6）以上的标记数目为361个。其中10个SNP位点同时在多个纤维性状里被显着关联到,说明了控制纤维品质的基因具有多效性。位于A10染色体上的SNP标记GhirA10114618736在多个环境中同时与纤维长度和强度两个性状显着关联。绘制LD block并结合基因组注释、基因表达量等数据,在距该标记78.7 kb范围内定位到与之紧密连锁的基因GhTBL38,将其作为候选基因进行后续功能验证。5.GhTBL38在棉纤维伸长阶段（5 DPA）优势表达,且长纤维材料中GhTBL38的表达量显着高于在短纤维材料中的表达量。在拟南芥中过表达该基因,发现相比于野生型,过表达株系叶片绒毛明显变密。在棉花中进行基因编辑后,在T1代植株中观察株系发生不同程度的变异,其中一个株系出现晚花表型且在胚珠的5 DPA时期纤维突起呈塌陷状,但更加密集,这些证据表明GhTBL38参与了陆地棉纤维长度的调控。本研究利用GWAS、简化基因组测序等第二代高通量测序手段,在自然群体和遗传群体中分别鉴定到155和434个与纤维长度、强度相关的位点,结合基因表达量和功能注释,筛选到2个纤维长度相关的候选基因（GhF2PK和GhTBL38）,进一步通过拟南芥转化、棉花VIGS、基因敲除等手段验证基因GhF2PK和GhTBL38对纤维长度有正向调控作用。本研究为解析棉花纤维发育的遗传机理提供了研究基础,为明确GhF2PK和GhTBL38基因的分子调控机制提供了试验依据,为棉花的高产优质育种提供了理论支持。
马雯玉[10]（2020）在《棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究》文中研究说明棉花通过数百万年的进化使自身具备了种子表皮可产生大量长纤维的特点,这使得棉纤维成为全球棉纺生产的重要原料。随着棉纺工艺的进步与优质纤维的需求,发掘纤维发育关键基因,探求其复杂的调控机制对指导棉花科学、高效育种具有重要意义。细胞壁相关的类受体激酶（Cell wall-associated receptor kinase,WAK）基因家族属于植物受体激酶,其涉及防御病原菌、细胞伸长、金属离子胁迫等生理应答过程,因此推测该基因家族成员对植物增产、抗病和耐胁迫有正调控作用,但目前在棉花中鲜有相关报道。课题组前期利用高深度基因组重测序关注到一个与衣分和衣指呈极显着相关的GhWAKL3（GhWAKL27）基因。因此,本研究利用陆地棉基因组数据鉴定及分析了WAK基因家族成员,同时初步地验证了GhWAKL27的基因功能,主要的结果说明如下:在陆地棉基因组中鉴定到74个WAK家族成员,包括27个WAK基因与47个WAKL基因。与27个拟南芥WAK家族成员的系统发育关系结果表明,它们共分为6个分支。染色体分布与共线性分析结果表明陆地棉WAK基因家族成员主要通过基因的片段复制产生。启动子区的顺式元件功能分析显示,陆地棉WAK基因家族成员除了富含对激素、生物或非生物胁迫等有反应的顺式元件外,还包含植物生长发育关键转录因子HD-Zip 1。这种富集应激反应相关的顺式元件表明,陆地棉WAK家族基因对生长和胁迫耐受性都具有重要作用。克隆得到陆地棉GhWAKL27基因的CDS全长序列为2931 bp,负责编码976个氨基酸。陆地棉GhWAKL27蛋白含有GUBWAKbind结构域、EGFlike结构域和STKc结构域。在烟草中瞬时表达GhWAKL27基因与绿色荧光蛋白的融合表达载体,结果显示GhWAKL27编码的蛋白存在于细胞膜上。将GhWAKL27基因过量表达于拟南芥中,结果显示拟南芥转基因株系的根毛的密度与表皮毛的数量显着高于野生型,证明GhWAKL27基因可促进棉花纤维的起始。综上分析结果表明,陆地棉WAK家族基因可能对棉花纤维的生长发育与生物或非生物胁迫的响应具有重要作用,陆地棉GhWAKL27基因参与调控棉花纤维起始。本研究为探究陆地棉WAK基因家族成员提供了关键信息,为深入研究GhWAKL27在棉纤维发育过程中行使的功能奠定了坚实的基础,也为棉花增产、抗病和抗逆育种提供了候选基因。
二、Mapping Genes for Cotton Fiber Quality: A. thaliana as a Source of Candidate Genes（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、Mapping Genes for Cotton Fiber Quality: A. thaliana as a Source of Candidate Genes（论文提纲范文）
（1）大麻开花关键基因CsHd3a、CsCOL家族基因的克隆及表达谱分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 植物开花调控概述 |
| 1.1.1 植物成花途径 |
| 1.1.2 光周期途径促进成花 |
| 1.2 植物FT基因家族研究进展 |
| 1.2.1 FT基因家族的基本功能 |
| 1.2.2 FT家族基因在不同物种中的同源基因 |
| 1.3 植物CONSTANS-Like(COL)家族基因研究进展 |
| 1.3.1 COL家族基因概述 |
| 1.3.2 COL家族基因促花机制 |
| 1.4 大麻开花研究进展 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 第二章 大麻FT同源基因CsHd3a基因的克隆及表达谱分析 |
| 2.1 材料与试剂设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 室外种植地 |
| 2.1.3 实验试剂 |
| 2.1.4 实验仪器设备 |
| 2.1.5 数据分析工具 |
| 2.2 方法与步骤 |
| 2.2.1 179份大麻种质资源田间开花期调查 |
| 2.2.2 室内植株培养 |
| 2.2.3 不同日照时长的处理 |
| 2.2.4 RNA提取 |
| 2.2.5 引物设计 |
| 2.2.6 大麻CsHd3a基因的克隆 |
| 2.2.7 大麻CsHd3a基因生物信息学分析 |
| 2.2.8 表达量分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 179份大麻开花期调查结果 |
| 2.3.2 大麻CsHd3a基因鉴定与克隆 |
| 2.3.3 大麻CsHd3a蛋白理化特性分析 |
| 2.3.4 大麻CsHd3a基因的组织特异性表达分析 |
| 2.3.5 大麻不同品种的CsHd3a基因在长、短日照下的表达特征 |
| 2.3.6 大麻不同品种CsHd3a基因的克隆 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.4.1 179份大麻种质资源开花期调查结果 |
| 2.4.2 大麻CsHd3a基因的鉴定及同源性分析 |
| 2.4.3 SD/LD下大麻CsHd3a基因的表达谱分析 |
| 2.4.4 大麻CsHd3a基因在早晚花品种间的序列差异分析 |
| 第三章 大麻CsCOL基因家族的鉴定与表达谱分析 |
| 3.1 实验材料及试剂 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验试剂 |
| 3.1.3 实验仪器设备 |
| 3.2 方法与步骤 |
| 3.2.1 植株预处理 |
| 3.2.2 田间开花期调查及取样 |
| 3.2.3 不同日照时长的处理 |
| 3.2.4 RNA提取 |
| 3.2.5 引物设计 |
| 3.2.6 大麻中CsCOL基因家族成员的理化特性鉴定与分析 |
| 3.2.7 基因克隆 |
| 3.2.8 CsCOL蛋白多重序列比对,系统发育分析和基因结构分析 |
| 3.2.9 CsCOL基因的染色体定位和共线性分析 |
| 3.2.10 qRT-PCR分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 大麻CsCOL基因家族的鉴定 |
| 3.3.2 大麻CsCOL家族基因结构及系统进化关系 |
| 3.3.3 染色体定位及共线性分析 |
| 3.3.4 13个CsCOL基因的时空表达模式分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.4.1 大麻CsCOL家族的鉴定及分析 |
| 3.4.2 大麻CsCOL家族与单-双子叶植物的同源性分析 |
| 3.4.3 大麻CsCOL家族的组织特异性表达分析 |
| 3.4.4 大麻CsCOL家族在SD/LD条件下的表达谱分析 |
| 3.4.5 大麻CsCOL3和CsCOL7基因在早晚花品种间的差异分析 |
| 第四章 全文结论 |
| 4.1 大麻179份种质资源开花期调查结果 |
| 4.2 大麻CsHd3a基因的克隆及不同品种序列比对结果 |
| 4.3 大麻CsCOL基因家族的鉴定 |
| 4.4 时空表达模式分析 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（2）棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 作物三系育种研究进展 |
| 1.1.1 植物细胞质雄性不育概述 |
| 1.1.2 作物细胞质雄性不育系的创新 |
| 1.1.3 作物三系杂种优势利用 |
| 1.2 作物CMS恢复基因研究进展 |
| 1.2.1 作物CMS恢复基因的定位及克隆 |
| 1.2.2 CMS恢复基因作用机理 |
| 1.3 PPR基因功能研究 |
| 1.3.1 PPR蛋白的进化和分类 |
| 1.3.2 PPR蛋白主要功能 |
| 1.3.3 线粒体定位PPR蛋白与胁迫反应 |
| 1.3.4 PPR蛋白与细胞质雄性不育 |
| 1.4 测序技术在基因定位与克隆中的应用 |
| 1.4.1 传统基因定位与测序技术的结合 |
| 1.4.2 BSA测序 |
| 1.4.3 全基因组重测序 |
| 1.4.4 捕获测序 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 2 细胞质雄性不育恢复基因的定位与区间PPR基因分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 群体构建 |
| 2.2.2 群体DNA提取 |
| 2.2.3 花药育性表型鉴定 |
| 2.2.4 sBSA-seq |
| 2.2.5 基因克隆 |
| 2.2.6 多态性标记开发 |
| 2.2.7 同源簇分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 表型鉴定 |
| 2.3.2 恢复基因定位 |
| 2.3.3 区间PPR基因的进化特异性 |
| 2.3.4 区间PPR基因的克隆 |
| 2.3.5 恢复系特异标记开发 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 测序技术加速基因定位 |
| 2.4.2 RFL-PPR进化特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 细胞质雄性不育恢复基因克隆与验证 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 棉花材料 |
| 3.2.2 植物总RNA的提取 |
| 3.2.3 RT-PCR和 qRT-PCR |
| 3.2.4 Homocap-seq流程 |
| 3.2.5 分析脚本设计 |
| 3.2.6 扩增子分析 |
| 3.2.7 二代测序和纳米孔测序 |
| 3.2.8 PPR同源序列的鉴定 |
| 3.2.9 环化PCR(c RT-PCR) |
| 3.2.10 愈伤恢复实验 |
| 3.2.11 生理指标测定 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 基于PCR的同源捕获测序(Homocap-seq) |
| 3.3.2 Homocap-seq分析脚本设计 |
| 3.3.3 区间变异评估 |
| 3.3.4 候选基因预测与克隆 |
| 3.3.5 长读长测序验证 |
| 3.3.6 恢复系区间PPR簇注释 |
| 3.3.7 全基因组同源PPR表达预测 |
| 3.3.8 重复性、数据量和表达计算评估 |
| 3.3.9 候选PPR表达分析 |
| 3.3.10 候选PPR初步功能验证 |
| 3.3.11 候选PPR进化分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 捕获测序应用 |
| 3.4.2 恢复基因的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 总结与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 本研究的创新点 |
| 4.3 本研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 博士期间发表论文(专利) |
| 致谢 |
（3）茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 茶树概述 |
| 1.2 转录组测序 |
| 1.2.1 转录组测序技术 |
| 1.2.2 转录组组装研究进展 |
| 1.3 茶树转录组的研究进展 |
| 1.4 植物基因组数据库研究现状 |
| 1.4.1 植物基因组数据库 |
| 1.4.2 茶树数据库建设现状 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 茶树转录组组装 |
| 引言 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 数据的获取 |
| 2.1.2 茶树转录组组装方法 |
| 2.2 研究结果 |
| 2.2.1 茶树转录组组装最优化工具研究 |
| 2.2.2 茶树转录组组装最优化数据量研究 |
| 2.3 小结与讨论 |
| 第三章 茶树基因组生物信息学平台的构建与应用 |
| 引言 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 数据材料 |
| 3.1.2 方法 |
| 3.2 研究结果 |
| 3.2.1 茶树基因组注释优化 |
| 3.2.2 茶树基因组数据库的构建 |
| 3.2.3 生物信息学分析工具集成与应用 |
| 3.2.4 利用TPIA数据研究茶组植物的化学进化模式 |
| 3.3 小结与讨论 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 附图 |
| 附录B 附表 |
| 作者简介 |
（4）大叶芥菜叶片银色性状的表型鉴定与基因挖掘（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 1 前言 |
| 1.1 芥菜简介 |
| 1.2 植物叶表银色物质与植物抗性 |
| 1.3 测序技术的历史及发展 |
| 1.4 植物基因定位的研究进展 |
| 1.4.1 QTL定位的原理与方法 |
| 1.4.2 遗传群体的构建 |
| 1.4.3 植物BSA测序研究进展 |
| 1.4.4 分子标记及其应用 |
| 1.5 植物转录组研究进展 |
| 1.5.1 转录组学研究的内容 |
| 1.5.2 转录组测序 |
| 1.5.3 转录组测序的应用 |
| 1.6 研究问题的由来及研究的目的与意义 |
| 1.7 本课题技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 芥菜组织总DNA的提取 |
| 2.2.2 芥菜叶片总RNA的提取 |
| 2.2.3 芥菜叶片叶绿素含量的测定 |
| 2.2.4 银叶芥P_1抗虫鉴定 |
| 2.2.5 TEM法观察叶绿体超微结构 |
| 2.2.6 SEM法观察叶片表面结构 |
| 2.2.7 BSA测序数据的分析 |
| 2.2.8 图位克隆 |
| 2.2.9 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2的转录组测序分析 |
| 2.2.10 q RT-PCR验证 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2的表型鉴定 |
| 3.1.1 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2生长期表型的观察 |
| 3.1.2 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2生长期的抗虫性鉴定 |
| 3.1.3 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2生长期叶绿素含量的测定 |
| 3.1.4 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2叶绿体超微结构观察 |
| 3.1.5 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2叶片的扫描电镜观察 |
| 3.2 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2的遗传鉴定 |
| 3.3 银叶芥P_1叶片银色性状相关基因的图位克隆 |
| 3.3.1 BSA-seq原始数据的生物信息学分析 |
| 3.3.2 候选区间内多态性InDel标记的开发 |
| 3.3.3 候选基因的定位 |
| 3.3.4 定位区域的共线性分析 |
| 3.4 银叶芥 P_1和绿叶芥 P_2的转录组测序与分析 |
| 3.4.1 转录组的组装与基因注释 |
| 3.4.2 转录组各样本之间的关系分析 |
| 3.4.3 基因表达水平的差异化统计 |
| 3.4.4 DEGs的 GO富集分析 |
| 3.4.5 DEGs的 KEGG富集分析 |
| 3.4.6 定位候选区域的基因表达差异分析 |
| 3.4.7 定位候选区域差异表达基因的q RT-PCR验证 |
| 3.5 候选基因的相关分析 |
| 3.5.1 候选基因的基因结构 |
| 3.5.2 候选基因编码的蛋白质结构预测 |
| 4 讨论 |
| 4.1 银叶芥P_1叶片银色物质的成分分析 |
| 4.2 银叶芥P_1叶片银色性状候选基因的精细定位 |
| 4.3 银叶芥P_1叶片银色性状候选基因的功能研究 |
| 4.4 后续研究计划 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（5）利用多组学解析野生稻驯化成栽培稻的基因表达模式变异（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 作物驯化研究进展 |
| 1.1.1 作物驯化研究背景 |
| 1.1.2 转录调控在作物驯化中的研究进展 |
| 1.2 水稻驯化研究进展 |
| 1.2.1 在水稻驯化中基因组相关研究进展 |
| 1.2.2 转录调控在水稻中的研究进展 |
| 1.3 转录组学研究方法与进展 |
| 1.3.1 转录调控简介 |
| 1.3.2 转录调控的研究进展 |
| 1.4 本研究的目的与意义 |
| 第二章 研究策略和实验材料 |
| 2.1 研究策略 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 实验材料 |
| 第三章 中国普通野生稻与栽培稻表型性状的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验方法 |
| 3.2.3 数据统计与分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 中国普通野生稻重要农艺性状的多样性 |
| 3.3.2 中国普通野生稻的重要农艺性状主成分分析 |
| 3.3.3 中国普通野生稻重要农艺性状的差异 |
| 3.4 普通野生稻与栽培稻表型鉴定 |
| 3.5 小结 |
| 3.5.1 中国普通野生稻遗传多样性丰富 |
| 3.5.2 农艺性状多样性对于新基因发掘和育种实践意义重大 |
| 第四章 群体结构与基因群体表达模式分析 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 全基因组重测序与质控 |
| 4.1.2 序列比对及Variant检测 |
| 4.1.3 系统进化树的构建 |
| 4.1.4 主成分分析 |
| 4.1.5 群体结构分析 |
| 4.1.6 差异表达分析 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 Variant数据分析 |
| 4.2.2 群体结构分析 |
| 4.2.3 群体基因表达模式分析 |
| 4.2.4 群体差异表达基因分析 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 基因在各个组织中的表达模式分析 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 RNA-seq文库的构建、测序和数据处理 |
| 5.1.2 基因表达定量 |
| 5.1.3 GO富集分析 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 测序的初步结果 |
| 5.2.2 mapping与 FPKM值定量 |
| 5.2.3 组织表达基因与组织保守基因 |
| 5.2.4 泛转录组与新基因 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 eQTL与 WGCNA分析 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.1.1 eQTL中表达量与标记的关联分析 |
| 6.1.2 WGCNA方法 |
| 6.2 结果分析 |
| 6.2.1 eQTL分析表达量与标记的预处理 |
| 6.2.2 eQTL分析表达量与标记关联分析 |
| 6.2.3 顺式(cis-)与反式(trans-)eQTL的确定 |
| 6.2.4 显着关联标记去冗余 |
| 6.2.5 eQTL在基因组上的分布 |
| 6.2.6 eQTL统计 |
| 6.2.7 eQTL所对应的变异位点在基因组上的分布 |
| 6.2.8 WGCNA数据过滤 |
| 6.2.9 WGCNA模块划分 |
| 6.2.10 性状相关特征模块分析 |
| 6.2.11 候选基因的筛选与鉴定 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 全文结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（6）生姜根茎形成与膨大机制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 1.1 生姜的起源于分类 |
| 1.1.1 生姜的起源 |
| 1.1.2 生姜的分类 |
| 1.1.3 生姜的营养与药用价值 |
| 1.2 植物变态根茎发育的生理学基础 |
| 1.2.1 变态根茎的发育与根际环境的关系 |
| 1.2.2 变态根茎发育过程中的物质与能量代谢 |
| 1.2.3 内源激素与变态根茎的发育 |
| 1.2.4 影响变态根茎发育的其他因素 |
| 1.3 植物变态根茎发育的遗传学基础 |
| 1.3.1 变态根茎的遗传发育及QTLs定位 |
| 1.3.2 ABFs转录因子结构特点 |
| 1.3.3 ABFs的作用机理及环境响应 |
| 1.3.4 ABFs在变态根茎发育中的作用 |
| 1.4 本研究的目的意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 药品与试剂 |
| 2.2.1 载体与菌株 |
| 2.2.2 试剂盒 |
| 2.2.3 基本培养基与抗生素 |
| 2.2.4 引物 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 石蜡切片与徒手切片 |
| 2.3.2 生姜生理指标测定 |
| 2.3.3 总RNA、基因组DNA提取和cDNA合成 |
| 2.3.4 转录组测序、数据组装与生物信息学分析 |
| 2.3.5 靶向代谢组(植物激素)测定 |
| 2.3.6 荧光定量PCR |
| 2.3.7 基因克隆与功能分析 |
| 2.3.8 基因的亚细胞定位 |
| 2.3.9 染色体步移法克隆启动子 |
| 2.3.10 酵母单杂交 |
| 2.3.11 双荧光素酶 |
| 2.3.12 ZoSUT2启动子活性分析 |
| 2.3.13 生物信息学分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 生姜根茎的形成与发育过程 |
| 3.1.1 生姜根茎的形成过程 |
| 3.1.2 生姜根茎的发育过程 |
| 3.2 生姜根茎形成的靶向代谢组学分析 |
| 3.2.1 生姜根茎形成过程中生长素和脱落酸的变化 |
| 3.2.2 生姜根茎形成过程中乙烯与水杨酸含量的变化 |
| 3.2.3 生姜根茎形成过程中细胞分裂素含量的变化 |
| 3.2.4 生姜根茎形成过程中赤霉素含量的变化 |
| 3.2.5 生姜根茎形成过程中茉莉酸含量的变化 |
| 3.3 生姜根茎形成的转录组学分析 |
| 3.3.1 转录组测序质量检测 |
| 3.3.2 差异基因表达分析 |
| 3.3.3 差异基因的功能分析 |
| 3.3.4 植物激素生物合成途径差异基因的筛选 |
| 3.3.5 植物激素信号转导途径差异基因筛选 |
| 3.3.6 淀粉和蔗糖代谢途径差异基因筛选 |
| 3.3.7 萜类主链生物合成途径差异基因筛选 |
| 3.3.8 差异基因荧光定量PCR验证 |
| 3.4 生姜根茎膨大与生理代谢的关系 |
| 3.4.1 生姜根茎膨大过程植株的生物量变化 |
| 3.4.2 生姜根茎膨大与内源激素的关系 |
| 3.4.3 生姜根茎膨大与物质吸收的关系 |
| 3.4.4 生姜根茎膨大与根际微生物及酶活性的关系 |
| 3.4.5 生姜根茎膨大与物质积累的关系 |
| 3.4.6 生姜根茎膨大与物质转运的关系 |
| 3.5 ZoABF4与ZoSUT2基因的克隆与功能分析 |
| 3.5.1 ZoABF4基因的克隆与表达分析 |
| 3.5.2 ZoSUT2基因的克隆与启动子分析 |
| 3.5.3 ZoABF4对ZoSUT2转录调控验证 |
| 3.6 生姜内参基因的筛选 |
| 3.6.1 内参基因表达分析 |
| 3.6.2 使用GeNorm、Best Keeper和Norm Finder软件评价参考基因的稳定性 |
| 3.6.3 综合分析筛选最优内参基因 |
| 3.6.4 候选内参基因的验证 |
| 4 讨论 |
| 4.1 生姜根茎形成和发育的细胞学基础 |
| 4.2 植物激素对生姜根茎形成和膨大的调控机制 |
| 4.2.1 植物激素对生姜根系发育的调控作用 |
| 4.2.2 植物激素对生姜根茎形成与膨大的调控作用 |
| 4.3 生姜根茎膨大的物质基础 |
| 4.3.1 生姜根茎膨大与物质吸收 |
| 4.3.2 生姜根茎膨大与物质积累 |
| 4.3.3 生姜根茎膨大与物质转运 |
| 4.3.4 ZoABF4对ZoSUT2转录激活促进生姜根茎膨大 |
| 5 结论 |
| 6 创新性 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（7）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 |
（8）陆地棉产量和纤维品质性状QTL分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 棉属的进化与分类 |
| 1.2 棉纤维的发育 |
| 1.2.1 起始阶段 |
| 1.2.2 伸长阶段 |
| 1.2.3 次生细胞壁合成阶段 |
| 1.2.4 脱水成熟阶段 |
| 1.3 棉花纤维品质和产量的影响因素 |
| 1.3.1 棉花纤维品质研究指标 |
| 1.3.2 棉花纤维品质的影响因素 |
| 1.3.3 棉花产量构成因素 |
| 1.3.4 棉花产量的影响因素 |
| 1.4 产量和纤维品质性状的同步改良 |
| 1.5 分子标记类型与特点 |
| 1.5.1 简单重复序列多态性标记SSR及其应用 |
| 1.5.2 单核苷酸多态性标记SNP及其应用 |
| 1.6 作图群体 |
| 1.7 棉花遗传连锁图谱 |
| 1.7.1 种间遗传图谱 |
| 1.7.2 种内遗传图谱 |
| 1.8 产量和纤维品质性状QTL定位研究进展 |
| 第2章 引言 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 研究内容与技术路线 |
| 第3章 材料与方法 |
| 3.1 研究材料 |
| 3.2 实验仪器设备 |
| 3.3 DNA的提取 |
| 3.3.1 提取试剂 |
| 3.3.2 叶片的采取 |
| 3.4 SSR分子标记技术 |
| 3.4.1 PCR扩增体系和反应程序 |
| 3.4.2 PCR扩增产物的检测 |
| 3.4.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳实验步骤 |
| 3.4.4 基因型分型的统计 |
| 3.5 SLAF-seq技术 |
| 3.6 表型分析及QTL检测 |
| 3.6.1 产量和纤维品质性状检测 |
| 3.6.2 表型性状分析 |
| 3.6.3 产量及纤维品质性状QTL定位 |
| 第4章 结果与分析 |
| 4.1 遗传图谱构建 |
| 4.1.1 SSR标记基因型分型 |
| 4.1.2 SNP标记基因型分型 |
| 4.1.3 陆地棉遗传图谱构建 |
| 4.2 RIL群体产量和纤维品质性状统计分析 |
| 4.2.1 群体产量性状表现 |
| 4.2.2 群体纤维品质性状表现 |
| 4.2.3 群体纤维品质和产量性状的相关性分析 |
| 4.2.4 群体纤维品质和产量性状的方差分析 |
| 4.3 产量和纤维品质性状QTL初步定位 |
| 4.3.1 产量性状QTL初步定位 |
| 4.3.1.1 籽指QTL分析 |
| 4.3.1.2 铃重QTL分析 |
| 4.3.1.3 衣分QTL分析 |
| 4.3.2 纤维品质性状QTL初步定位 |
| 4.3.2.1 纤维长度QTL分析 |
| 4.3.2.2 纤维整齐度QTL分析 |
| 4.3.2.3 纤维比强度QTL分析 |
| 4.3.2.4 纤维马克隆QTL分析 |
| 4.3.2.5 纤维伸长率QTL分析 |
| 4.4 产量和纤维品质性状QTL簇分析 |
| 第五章 讨论 |
| 5.1 作图亲本与群体 |
| 5.2 遗传连锁图谱 |
| 5.3 产量和纤维品质性状QTL簇分析 |
| 5.4 有利等位基因的来源 |
| 5.5 稳定QTL和共同QTL |
| 第6章 结论 |
| 6.1 重组自交系群体构建 |
| 6.2 遗传连锁图谱构建 |
| 6.3 产量和纤维品质性状QTL初步定位 |
| 6.4 稳定QTL和共同QTL |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间发表的论文 |
（9）陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 棉花的起源和驯化 |
| 1.1.1 棉属的起源与分类 |
| 1.1.2 陆地棉的驯化与分布 |
| 1.2 棉花纤维品质和产量的研究概述 |
| 1.2.1 纤维品质和产量性状的遗传特点 |
| 1.2.2 纤维品质的指标和影响因素 |
| 1.2.3 产量的构成及影响因素 |
| 1.3 棉纤维伸长的研究进展 |
| 1.3.1 棉纤维细胞的发育 |
| 1.3.2 棉纤维细胞伸长的机制 |
| 1.3.3 影响棉纤维细胞发育的因素 |
| 1.3.4 与棉纤维细胞发育相关的基因 |
| 1.4 棉花基因组学研究的发展及应用 |
| 1.4.1 棉花基因组学研究的发展 |
| 1.4.2 棉花基因组学的应用 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第二章 基于简化测序定位纤维长度的关键基因 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 作图群体和田间试验 |
| 2.1.2 表型数据和统计分析 |
| 2.1.3 基因提取及SNP基因分型 |
| 2.1.4 全基因组关联及候选基因鉴定 |
| 2.1.5 遗传图谱构建及QTL定位 |
| 2.1.6 基因表达水平分析 |
| 2.1.7 候选基因在自然群体中的单倍型 |
| 2.2 结果分析 |
| 2.2.1 自然群体和分离群体中纤维长度的表型变异 |
| 2.2.2 基于355份种质材料的纤维长度全基因组关联研究 |
| 2.2.3 构建遗传图谱并对家系群体中纤维长度进行QTL分析 |
| 2.2.4 D03染色体上潜在纤维长度候选基因鉴定 |
| 2.2.5 候选基因在自然群体中的单倍型分析 |
| 2.3 总结与讨论 |
| 第三章 候选基因GhF2KP的功能验证 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料种植与取样 |
| 3.1.2 基因组DNA的提取 |
| 3.1.3 总RNA的提取与检测 |
| 3.1.4 反转录合成cDNA |
| 3.1.5 基因的克隆 |
| 3.1.6 过表达载体的构建 |
| 3.1.7 表达载体转化农杆菌 |
| 3.1.8 拟南芥的遗传转化 |
| 3.1.9 棉花的瞬时沉默(VIGS) |
| 3.1.10 荧光定量PCR |
| 3.1.11 电镜样品制备与观察 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 基因GhF2KP的克隆与序列分析 |
| 3.2.2 转基因拟南芥根长变长 |
| 3.2.3 pCLCrVA-GhF2KP浸染不同棉花受体 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 基于重测序的全基因组关联分析定位纤维品质和产量性状 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料与田间种植 |
| 4.1.2 表型收集与数据分析 |
| 4.1.3 全基因组关联分析 |
| 4.1.4 候选基因的筛选 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 纤维品质和产量性状的表型分析 |
| 4.2.2 纤维品质性状的关联分析 |
| 4.2.3 纤维产量性状的关联分析 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 候选基因的功能验证 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 材料种植与取样 |
| 5.1.2 基因组DNA的提取 |
| 5.1.3 总RNA的提取与检测 |
| 5.1.4 反转录合成cDNA |
| 5.1.5 基因的克隆 |
| 5.1.6 构建过表达载体并侵染拟南芥 |
| 5.1.7 棉花的瞬时沉默(VIGS) |
| 5.1.8 棉花的基因编辑 |
| 5.1.9 荧光定量PCR |
| 5.1.10 电镜样品制备与观察 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 基因的克隆与序列分析 |
| 5.2.2 过表达转基因拟南芥的表型观察与表达量分析 |
| 5.2.3 在长短纤维材料中的表达模式分析 |
| 5.2.4 基因敲除对棉花纤维发育的影响 |
| 5.3 讨论 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 棉纤维产量和品质的形成 |
| 1.1.1 棉纤维的主要产量指标 |
| 1.1.2 棉纤维的主要品质指标 |
| 1.2 棉纤维发育机理的研究进展 |
| 1.2.1 纤维起始的影响因素 |
| 1.2.2 纤维伸长的影响因素 |
| 1.2.3 纤维次生壁加厚的影响因素 |
| 1.3 植物细胞壁相关的类受体激酶研究概况 |
| 1.3.1 细胞壁相关的类受体激酶的结构 |
| 1.3.2 细胞壁相关的类受体激酶的分类 |
| 1.3.3 细胞壁相关的类受体激酶的生理功能 |
| 1.3.4 细胞壁相关的类受体激酶的作用机制 |
| 1.4 本研究的目的与意义 |
| 第二章 陆地棉WAK家族基因的鉴定 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 陆地棉WAK家族基因的筛选与鉴定 |
| 2.1.2 陆地棉WAK家族进化关系与保守基序分析 |
| 2.1.3 陆地棉WAK家族基因的染色体定位与共线性分析 |
| 2.1.4 陆地棉WAK家族基因启动子元件分析 |
| 2.2 结果分析 |
| 2.2.1 陆地棉WAK家族基因的鉴定 |
| 2.2.2 陆地棉WAK家族蛋白的系统进化与保守元件分析 |
| 2.2.3 陆地棉WAK家族基因的染色体定位和共线性分析 |
| 2.2.4 陆地棉WAK家族基因的启动子元件分析 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 GHWAKL27 在棉花纤维起始中的功能研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 载体与菌种 |
| 3.1.3 主要试剂 |
| 3.1.4 试验设备及软件 |
| 3.1.5 常用溶液及培养基配制 |
| 3.1.6 Gh WAKL27 基因的克隆 |
| 3.1.7 Gh WAKL27 基因的生物信息学分析 |
| 3.1.8 Gh WAKL27 蛋白的烟草亚细胞定位 |
| 3.1.9 拟南芥中超表达Gh WAKL27 基因 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的克隆 |
| 3.2.2 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的序列分析及载体构建 |
| 3.2.3 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的亚细胞定位 |
| 3.2.4 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 过量表达拟南芥的表型分析 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
四、Mapping Genes for Cotton Fiber Quality: A. thaliana as a Source of Candidate Genes（论文参考文献）
- [1]大麻开花关键基因CsHd3a、CsCOL家族基因的克隆及表达谱分析[D]. 李铮. 中国农业科学院, 2021
- [2]棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证[D]. 高斌. 华中农业大学, 2021
- [3]茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发[D]. 李方东. 安徽农业大学, 2021(01)
- [4]大叶芥菜叶片银色性状的表型鉴定与基因挖掘[D]. 刘志新. 华中农业大学, 2021
- [5]利用多组学解析野生稻驯化成栽培稻的基因表达模式变异[D]. 宋玥. 中国农业科学院, 2021
- [6]生姜根茎形成与膨大机制研究[D]. 吕尧. 山东农业大学, 2021
- [7]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)
- [8]陆地棉产量和纤维品质性状QTL分析[D]. 欧云灿. 西南大学, 2021(01)
- [9]陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证[D]. 张驰. 西北农林科技大学, 2020(03)
- [10]棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究[D]. 马雯玉. 中国农业科学院, 2020(01)