一、转座子及其在水稻基因组学中的研究进展（论文文献综述）
赵胜[1]（2021）在《AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究》文中研究说明新一代测序技术（Next Generation Sequencing,NGS）的发展和测序成本的下降,使得其在全基因组基因型检测（Whole Genome Genotyping,WGG）中得到了广泛应用。然而,与测序数据产量的稳步提升相比,测序文库的制备流程仍然效率较低,导致在目前的WGG应用中,文库构建成本远远高于测序成本,尤其是其中耗时且费力的文库片段分选和定量步骤,已成为涉及大样本项目文库制备的瓶颈。针对这一技术难题,我们开展研究,获得的主要结果如下:（1）开发了All-In-One sequencing（AIO-seq）高通量测序技术:将传统文库制备中每个文库都需进行片段分选及定量的繁琐流程,替换为按照每个文库的靶区域浓度（Target Region Concentration,TRC）及预期的数据产出预先将所有文库混合在一起、而后只进行单次片段分选及定量的高效操作;（2）利用AIO-seq测序技术对少量样本混合后的文库进行小数据量测序,以及多样本混合后的文库进行包Lane测序,都可以获得预期的测序数据产出;（3）AIO-seq测序技术可以用于基因组和转录组文库测序,获得预期各样本间相等或不等的测序数据产出;（4）利用简化的AIO-seq测序技术对一个玉米BC1F4群体进行WGG,共鉴定到19个株型性状相关的QTLs,其中部分QTLs含已知的功能基因。AIO-seq测序技术提高了测序文库的制备效率,降低了文库制备成本,在群体遗传学以及植物育种等相关项目中有重要的应用前景。玉米（Zea mays）作为一种重要的生物能源和粮食作物,在世界范围内广泛种植。在构成玉米株型的主要因素中,叶夹角（Leaf Angle,LA）、株高（Plant Height,PH）和穗位（Ear Height,EH）的变化,会对玉米最终的产量产生重要影响。虽然前人已利用不同的分离群体,对控制这三个性状的遗传机制展开研究,但玉米株型调控的复杂机理仍未被完全解析。本研究利用一个新的玉米巢式关联作图群体（HNAU-NAM1）及其全基因组基因型数据（玉米9.4K芯片和百万来源于亲本的SNP标记）,通过单个亚群的连锁分析（Separate Linkage Mapping,SLM）、整合的连锁定位（Joint Linkage Mapping,JLM）以及全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study,GWAS）三种QTL定位方法,分别对LA、PH以及EH三个株型性状进行全面而深入的遗传解析,获得的主要结果如下:（1）对由13个亲本杂交而成、包含1,625个BC1F4或BC2F4株系的玉米HNAU-NAM1群体进行了进化树分析、表型变异分析、主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）以及连锁不平衡（Linkage Disequilibrium,LD）分析,结果显示HNAU-NAM1群体的亲本和所有株系都表现出了明显的差异,且内部群体结构微弱、LD衰减距离小,表明HNAU-NAM1群体可以用于LA、PH和EH三个性状的遗传解析;（2）在全基因组范围内:借助SLM定位方法,共鉴定到41、31和26个分别控制LA、PH和EH的QTLs;基于JLM定位方法,共鉴定到84、78和88个分别控制LA、PH和EH的QTLs;通过GWAS定位方法,共鉴定到22、23和18个分别与LA、PH和EH显着关联的SNPs;此外,每个株型性状的三种定位结果间都存在部分重叠;（3）全基因组上共鉴定到10个可同时影响LA、PH和EH的QTL热点区域,且每个区域内控制某一个株型性状的QTLs可至少被两种定位方法检测到;（4）13个可同时被三种定位方法检测到的主效QTLs区间内,结合每种方法的定位区间及区间内基因功能注释,预测了潜在的候选基因:含4个已知功能的基因,和8个新基因。本研究对玉米HNAU-NAM1群体的群体结构及LD水平等遗传特性进行了深入评估,并全面解析了控制玉米株型性状的遗传基础,这不仅为玉米遗传学及功能基因组学研究提供了新的群体资源,而且加深了我们对株型复杂调控网络的认识,为后期玉米理想株型的培育及高产、耐密植新品种的分子选育奠定了理论基础。
谢亮[2]（2021）在《水稻表观基因组图谱和数据库的构建》文中研究表明基因组表观修饰在不改变DNA序列特征的情况下对基因的转录调控起着非常重要的作用。水稻既是重要的经济作物,也是在基因组学领域内除了拟南芥和玉米等广泛研究的模式植物外,研究最多的禾本科植物,但在水稻基因组中尚未绘制出全面的多组织多品系的参考表观基因组图谱。本研究总共通过4个不同组织（幼叶、成熟叶、幼穗和根）和20个不同品系的染色质开放区域信号、DNA甲基化、转录组、组蛋白修饰的表观基因组数据整合分析了全基因组综合表观基因组图谱。这些表观数据注释了大约81.8%的水稻基因组区域,这些注释区域都表现出了不同的表观基因组特征。我们再结合水稻多组织的公共表观基因组数据,构建了迄今为止最全面的水稻表观基因组数据库。本研究具体结果如下:1.通过染色质可及性信号和H3K4me3组蛋白修饰的基因组区段重新确定了3229个水稻的启动子核心调控区间。2.经过染色质状态的富集发现了新的H3K9me2-H3K4me1共存的染色质状态,这一状态富集了Copia类转座子且大部分存在于长的内含子区域中,并探究了它们与表达量之间的关系。3.识别了3895个全基因组范围的增强子类启动子,结果表明它们可能通过染色质相互作用对有交互的基因起到了潜在的增强子功能。4.观察到活跃性和抑制性组蛋白修饰以及预测的调控元件在不同组织中差异很大,而异染色质状态相对稳定。但在不同品系间,活跃的组蛋白修饰相对稳定,而异染色质区域有明显差异,这系统地揭示了组蛋白修饰组织变化和品系之间变化不同的趋势。5.通过比较表观基因组信号,鉴定了一大批籼稻和粳稻差异区域,并且都落在籼稻与粳稻的核心调控区域上,他们都是籼稻与粳稻潜在的功能性差异位点,这很可能直接导致了籼稻与粳稻的表型差异。6.建立了全面的水稻DNA元素百科全书（Rice ENCODE）数据库,全面描述了水稻表观基因组全景,为研究水稻分子育种,亚组比较和表观遗传调控差异提供了重要平台。综上所述,表观基因组图谱的构建不但注释了水稻的全基因组范围的功能元件,还解析了多组织多品系的表观信号变化趋势。水稻表观基因组数据库为水稻研究者提供了分析表观数据的平台,为整个水稻表观基因组研究奠定了数据基础和工具基础。
章清[3]（2021）在《甘蓝型油菜表观遗传图谱和亚基因组不平衡的研究》文中研究指明表观遗传学是指在不改变DNA序列信息的基础上,通过各类修饰信号调控基因表达变化的一门学科。差异的表观遗传学信号对基因的表达活性有着不一样的调控作用。而不同类型表观遗传标记的组合,共同注释某个物种的细胞核内特定位置的染色质结构特征,进而调控基因在正确的时空环境下表达。这种表观遗传修饰的组合,在真核生物的正常生命活动中发挥着不可或缺的作用。分析一个物种基因组内表观遗传学修饰的组合特征,对了解该物种基因表达调控、功能性调控元件的分布以及基因组的结构特征等都有着重要的促进作用。甘蓝型油菜是重要的油用作物,也是研究多倍体的重要基本类型植物。波里马细胞质雄性不育系（pol CMS）是第一个有实用价值,也是育种应用中最广泛的甘蓝型油菜CMS之一。然而甘蓝型油菜的表观遗传学相关研究仍处于起步阶段,其An和Cn亚基因组在表观遗传学水平上的活性差异情况等仍然不清楚。本课题以以优良的pol CMS品系2063A以及其恢复系丙409为实验材料,利用它们4个组织的5个组蛋白修饰和RNAPII的ChIP-Seq数据,结合对应组织的转录组和DNA甲基化数据,绘制了甘蓝型油菜系统性的表观遗传学图谱,作为该物种ENCODE（Encyclopedia of DNA elements）计划研究的组成部分,迈出了重要的第一步。甘蓝型油菜作为典型的异源四倍体有着An和Cn两个不同的亚基因组。我们分析了其亚基因组间的表观遗传学的差异,发现An亚基因组上的整体基因表达水平和各类活性表观遗传学信号修饰水平都要明显强于Cn亚基因组,而Cn亚基因组上整体的DNA甲基化修饰水平要显着高于An亚基因组。在甘蓝型油菜亚基因组间染色质状态图谱的绘制上,同样发现An亚基因组的活跃相关染色质状态的基因组占比要显着高于Cn亚基因组。在甘蓝型油菜4个组织的动态变化分析中,同样发现An亚基因组的整体基因表达和表观遗传学信号变化频率要显着高于Cn亚基因组,因此我们认为An为甘蓝型油菜中的优势亚基因组。通过分析甘蓝型油菜An/Cn亚基因组上同源基因对和亚基因组特异基因的基因表达水平和表观遗传学活性的差异,我们发现An和Cn中的同源基因对在发生表达偏倚和表观遗传活性偏倚的比例是对称的,并且基因表达的活性与组蛋白修饰的活性呈现显着的相关关系。而An亚基因组特有基因的基因表达和表观遗传学活性显着强于Cn亚基因组特异基因,An亚基因组特异基因在4个组织中的基因表达和表观遗传学信号的动态变化频率也要显着高于Cn亚基因组同源基因,猜测亚基因组特异基因是造成甘蓝型油菜亚基因组间失衡的重要原因。二价染色质状态是指基因组上DNA与蛋白质的结合位置,同时存在活跃相关和抑制相关的组蛋白修饰,它在调控基因的组织特异性表达中发挥了重要作用。我们在甘蓝型油菜中发现了一种未被报导的二价染色质状态,由活跃组蛋白修饰H3K4me1和抑制性组蛋白修饰H3K27me3共修饰所组成。通过分析其组织间的动态变化,证明该状态在甘蓝型油菜调控基因的组织特异性表达中发挥着重要的作用。ChIP-Seq在研究DNA和目标蛋白互作相关的实验中广泛使用。我们在植物中开发了一种简单高效的ChIP-Seq实验方法。通过在不同物种、不同组织和不同起始材料用量中的测试,证明该实验方法可以应用于植物中批量化生产ChIPSeq相关数据,也可以用于植物中材料组织取样困难的ChIP-Seq相关实验中。综上所述,本课题产生了目前为止最大的表观遗传学数据集,绘制了甘蓝型油菜综合性的表观遗传图谱,这为甘蓝型油菜基因组信息的详细注释研究提供了数据资源。另一方面,我们发现An亚基因组特异基因的表观遗传活性强于Cn亚基因组是造成甘蓝型油菜亚基因组间不平衡的重要原因,并在染色质状态图谱中发现了一种未被报导的新二价染色质状态,加深了人们对异源四倍体甘蓝型油菜表观遗传学相关知识的理解,也为其它异源多倍体植物的亚基因组不平衡相关研究提供了新的思路。
张清[4]（2021）在《甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究》文中研究说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。
吴凡[5]（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》文中研究指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。
王权[6]（2020）在《应用“侧翼序列标记测序”在转基因农作物基因组中分离侧翼序列》文中研究指明利用转座子或T-DNA等标签构建的植物突变体研究基因功能时,需要明确标签在基因组中的插入位点,即获得标签序列的侧翼序列。目前已开发的侧翼序列分离方法均有其优势与不足之处,随着测序技术的不断进步与发展,分离侧翼序列的方法也应推陈出新。本实验室以下一代测序技术（Next-generation Sequencing,NGS）为基础,开发出了一种高效的分离标签序列的侧翼序列方法“侧翼序列标记测序”（Flanking sequence tagging-sequencing,FST-seq）,此方法可以从一个样品中一次性分离多个标签的侧翼序列。FST-seq方法首先以Tn5转座酶复合体对基因组DNA进行打断的同时为DNA片段两端连上接头,再通过三轮PCR扩增富集包含标签序列的DNA片段并为其连接上NGS测序所需的完整Illumina接头,PCR产物经片段分选后可直接进行上机测序,无需额外的建库操作。测序数据下机后,通过我们的生物信息学分析流程即可获得标签序列的侧翼序列信息。本研究应用FST-seq在转基因小麦、水稻与玉米中分离T-DNA标签的侧翼序列从而确认T-DNA的插入位点,并对每个插入位点一一进行验证。具体来说,共分析了4种转基因植物材料,分别是河南大学转基因小麦植株、山东农业大学转基因小麦植株、韩国转基因水稻植株和河南农业大学转基因玉米植株。挑选其中基因组质量优良的转基因阳性材料,通过FST-seq方法在河南大学转基因小麦材料p2c-3中,从T-DNA的右边界分析得到了4个标签序列的插入位点,并通过PCR扩增成功验证了其中的3个位点;在韩国转基因水稻HT中找到了2个标签序列插入位点,在河南农业大学转基因玉米材料752-5和752-24中找到了相同的1个标签序列插入位点,均通过在标签序列和参考基因组中设计引物验证成功。不仅如此,本研究还通过FST-seq方法确认了T-DNA标签在基因组中的插入结构。对于河南大学转基因小麦材料,对T-DNA左边界可能的插入结构进行了分析,发现3个插入位点的T-DNA都存在正向串联重复现象且有2种串联重复方式,并通过PCR与Sanger测序确认了该结果。对于山东农业大学转基因小麦材料,共分析了6个样品,编号分别为A1、A2、A3、A4、B10、B11,但最终并没有分析到标签序列在小麦基因组中的插入位点。为了分析这一原因,利用NGS测序数据从T-DNA右边界的reads中发现2个插入位点的T-DNA存在正向串联重复现象,同样利用PCR与Sanger测序对此结果进行了验证。本研究应用FST-seq方法从基因组庞大且复杂的小麦及基因组较小的水稻和玉米中成功的分离到侧翼序列,并通过PCR等其他实验证明了此方法的准确性与实用性。
王顺喜[7]（2020）在《玉米抗病相关小肽和蛋白的挖掘及功能研究》文中研究表明植物病害严重降低作物产量,进而威胁粮食安全,因此培育抗病品种成为作物育种的重要目标之一。挖掘与病害免疫相关的小肽和蛋白对作物改良具有重要的理论意义和应用价值。小肽是一类由2～100个氨基酸组成的小分子物质,在生物体的多种生命活动中具有重要的功能,同时也具有很高的开发应用价值。以往的研究大多集中在来源于传统编码区的传统肽（CPs）,最新的研究表明来源于传统认为不翻译的区域的非传统肽（NCPs）在生物体的多种生命活动中也发挥着关键的作用,包括生长发育和免疫调控。而在植物领域,由于NCPs大规模提取及鉴定方法的缺乏,极大的限制了植物NCPs的研究,也严重约束了人们对植物NCPs的认知和利用。该研究围绕大规模挖掘植物NCPs的需求,首次建立了植物多肽基因组学的方法,并利用该方法在单子叶植物玉米和双子叶植物拟南芥中进行了NCPs的大规模挖掘。在建立的多肽基因组学方法的基础上,构建了比较多肽基因组学技术体系,在玉米中研究了受病原相关分子模式（PAMP）诱导的NCPs。进一步的功能研究首次证实了NCPs在调控玉米天然免疫反应及抗病中的积极作用。另外,采用比较蛋白质组学方法,挖掘了与P.polysora抗性相关的蛋白,并对其中一个候选蛋白（Zm REM1.3）进行了功能研究,证实了其在P.polysora抗性中的作用,并探讨了其作用机制。主要研究结果如下:1、该研究首次建立了植物多肽基因组学的方法。该方法利用水浴加热结合添加植物蛋白酶抑制剂来避免内源肽提取过程中大分子蛋白和内源肽自身的降解,并利用10 KDa超滤管对内源肽进行富集。对富集后的内源肽进行高通量的质谱检测,质谱结果分别搜索Ensembl蛋白数据库和自建的多肽基因组数据库。将得到的高可信度内源肽进行合并后匹配到对应的基因组位置,并去除多基因组匹配位点的内源肽。最后根据基因组注释将来源于传统编码区的内源肽定义为CPs,将来源于传统认为不翻译的区域（包括基因间区、UTRs区、内含子区和跨基因元件的区域）的内源肽定义为NCPs。2、利用建立的植物多肽基因组学的方法,在玉米中鉴定到1993个NCPs和844个CPs。分析研究发现,NCPs的肽段长度显着短于CPs的肽段长度,NCPs的分子量也小于CPs的分子量,说明NCPs和CPs具有不同的分子特征。通过分析NCPs和CPs的基因组分布发现,NCPs呈现出和CPs不一样的分布特征,CPs在染色体上偏向于端粒分布,而NCPs在染色体上均匀分布。进一步分析NCPs的来源发现,NCPs的来源比较广泛,可以来源于基因间区、内含子区、UTRs区,甚至可以跨越不同的基因元件。该结果在蛋白翻译水平上用直接的证据揭示了植物基因组中有大量以前认为不翻译的区域其实是可以翻译的。3、采用三种不同的实验手段对我们建立的植物多肽基因组学方法进行了验证。首先,利用合成实验的方法对实验质谱和合成肽质谱进行了比较,结果表明,实验质谱和对应的合成肽质谱高度一致。接下来,进行了包括m RNA、circ RNA、lnc RNA和small RNA在内的转录组学分析,结果表明,1806（90.62%）个NCPs有转录数据支持。最后,通过核糖体印记测序（ribo-seq）的结果进行验证,结果表明,732个NCPs可以被ribo-seq结果验证。这些结果证明了我们建立的植物多肽基因组学方法的可靠性。为了进一步研究所建立的植物多肽基因组学的适用性,进一步将建立的植物多肽基因组学方法成功应用到了双子叶模式植物拟南芥中,在拟南芥中鉴定到1860个NCPs和2363个CPs。分析研究发现,在拟南芥中鉴定到的NCPs的肽段长度也显着短于CPs的肽段长度,并且拟南芥中鉴定到的NCPs也可以来源于基因间区、内含子区、UTRs区,甚至可以跨越不同的基因元件。结果表明,在单子叶植物和双子叶植物中,以前认为不翻译区域的翻译是普遍存在的,尽管它们可能有不同的翻译模式。以上结果表明,该植物多肽基因组学方法可应用于双子叶植物拟南芥和单子叶植物玉米,证明了所建立的植物多肽基因组学方法的广泛适用性。4、利用全基因组关联分析（GWAS）进一步分析研究发现,NCPs在控制玉米相关数量性状（籽粒性状和抗病性）的区域和驯化区间显着富集,暗示了NCPs在玉米进化和复杂数量性状（尤其是抗病性）中的重要作用。为了进一步研究玉米NCPs与抗病的关系,建立了比较多肽基因组学技术体系。采用植物天然免疫诱导物flg22（PAMP）处理玉米,研究了PAMP诱导后的玉米内源肽变化情况。共鉴定到662个差异表达的内源肽,其中CPs 451个,NCPs 211个。在处理后30分钟和24小时,分别鉴定到428个差异表达的内源肽,其中共有的差异表达内源肽有194个。在这些差异表达的内源肽中,6个NCPs在处理后30分钟和24小时均上调表达,7个NCPs均诱导表达。通过对玉米PAMP诱导的差异表达NCPs的鉴定,为NCPs在植物天然免疫反应中的功能研究奠定了基础。5、为了进一步研究PAMP诱导的NCPs在玉米天然免疫反应以及玉米抗病中的作用,对13个诱导或上调表达的NCPs进行免疫相关参数检测,共筛选到2个NCPs在植物天然免疫反应中起着重要作用,其中1个NCP对玉米病害具有广谱抗性,我们命名为NCP-1。研究表明,NCP-1可以促进活性氧（ROS）的积累、胼胝质的沉积及防御相关基因的表达。最后,通过对玉米小斑病、根腐病和新月弯孢菌的抗性进行鉴定发现,NCP-1可以显着提高玉米对多种病害的抗性。上述结果表明,NCP-1可以作为植物免疫信号分子调控植物的天然免疫反应,进而诱导植物的抗病性。该研究是NCPs在植物天然免疫反应中的首次报道,为植物NCPs的功能研究和植物抗病研究提供了新的思路和候选分子。6、为了筛选南方锈病抗性相关蛋白,对玉米感病自交系（Lx9801）和抗病自交系（P178）接种玉米南方锈病病原多堆柄锈菌（P.polysora）及对照缓冲液的叶片进行了比较蛋白质组学分析。采用同位素标记相对和绝对定量（i TRAQ）的方法共鉴定到了6612个蛋白质。其中,1489个蛋白在抗病自交系中差异表达,1035个蛋白在感病自交系中差异表达。GO富集分析表明这些差异表达的蛋白质富集在多个生物学过程,抗病组主要富集在代谢过程、细胞代谢过程和刺激响应;感病组主要富集在代谢过程、细胞代谢过程、生物调节和刺激响应。KEGG富集分析表明,这些差异表达的蛋白质在抗病组主要富集在碳固定途径、核糖体代谢和光合作用;感病组主要富集在光合作用、代谢途径和碳固定途径。7、从这些差异表达的蛋白中,筛选了到3个防御相关候选蛋白进行了后续研究,证实了一个候选蛋白（Zm REM1.3）在玉米南方锈病抗性中起到重要作用。q RT-PCR分析发现,Zm REM1.3的表达不仅受P.polysora的诱导,而且还受植物激素水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）的诱导。进而采用转基因技术将Zm REM1.3在玉米中过表达,q RT-PCR和western blot分析发现Zm REM1.3在转基因阳性株系中的表达量显着高于对应的阴性株系。对转基因材料接种P.polysora后发现,过表达Zm REM1.3的转基因阳性株系对P.polysora的抗性显着增强,通过Mu转座子插入突变体证实了Zm REM1.3在P.polysora抗性中的积极作用。进一步研究发现,P.polysora侵染后,过表达Zm REM1.3的阳性株系的SA和JA含量显着提高,同时,防御相关基因在过表达Zm REM1.3阳性株系中的表达水平也显着高于对应的阴性株系。以上结果表明,Zm REM1.3可能通过SA/JA介导的防御信号通路,诱导防御相关基因的表达来正向调控玉米对P.polysora的抗性。综上所述,本研究建立了植物多肽基因组学的方法,为植物NCPs的挖掘提供了新的方法,为植物NCPs的研究提供了新的思路。对单子叶植物和双子叶植物进行大规模NCPs的鉴定表明,植物基因组中有很大一部分以前认为不翻译的区域其实是可以翻译的,这在功能基因组学研究中具有重要意义,并将为植物功能基因组学的研究提供新的着力点。通过对NCPs在玉米天然免疫反应中的功能研究,首次证实了NCPs在玉米天然免疫反应中的重要作用,为植物抗病研究及抗病育种提供了新的思路和方向。另外,通过蛋白质组学技术鉴定了与南方锈病抗性相关的蛋白——Zm REM1.3,并通过实验证实了其在P.polysora抗性中的积极作用以及潜在的作用机制。为玉米抗病育种提供了新的抗性资源。
宋佳明[8]（2020）在《基于三代测序解析油菜和水稻遗传多样性》文中认为油菜是世界上第二重要的油料作物,水稻是最主要的粮食作物之一,虽然它们都已获得参考基因组,但是单个参考基因组不能表征作物种内遗传多样性。本研究通过三代测序技术分别构建了八个油菜和两个水稻高质量参考基因组,并以此为基础分析了油菜的亚基因组起源和基因组加倍事件,同时鉴定了油菜种内广泛的遗传变异,构建了油菜种内基因索引和泛基因组,进一步解析了结构变异与多个重要农艺性状的联系,另外也分析了水稻的种内遗传变异和基因家族的扩展,并构建了综合性籼稻生物信息平台。主要研究结果如下:1.八个高质量甘蓝型油菜参考基因组的构建本研究利用Pac Bio、Hi-C、Bio Nano和Illumina测序技术完成了8个甘蓝型油菜基因组组装,其中包括2个春性油菜、2个冬性油菜和4个半冬性油菜,代表了全球范围内主要的油菜亚群。8个从头组装的甘蓝型油菜基因组均达染色体水平,contig N50为2.1-3.1 Mb。核心基因集数据、BAC末端测序数据、Bio Nano图谱、Hi-C数据和RNA-Seq等数据的独立验证结果,都表明了8个参考基因组具有很高的准确性和完整度。基因组注释的结果表明,8个甘蓝型油菜基因组含有94,586-100,919个编码基因,转座元件（TE）序列占全基因组的56.8-58.2%。同时发现C亚基因组长末端重复反转录转座子（LTR-RT）的扩增开始早且持续时间长,导致了C亚基因组比A亚基因组大。甘蓝型油菜的Hi-C图谱具有明显的A/B区室特征,其中B区室集中在着丝粒区域,而A区室主要分布在具有较高基因密度的染色体臂上。2.甘蓝型油菜的种内遗传变异分析和泛基因组构建基于单拷贝直系同源基因构建了十字花科的系统发育树,结果显示相同生态型的品种聚在一起,且人工合成品种与二倍体祖先亲缘关系更近。通过同义替代率分析估算了甘蓝型油菜的基因组加倍和分化事件的发生时间,结果表明甘蓝型油菜形成于约10,000年前白菜和甘蓝的杂交,白菜与甘蓝的分化发生在三百万年前（MYA）,芸薹属特有的三倍化事件发生在11 MYA,拟南芥在约14 MYA与芸薹属分化。我们分析了210个甘蓝型油菜品种、199个白菜品种、119个甘蓝品种和前面已组装的8个甘蓝型油菜品种的单核苷酸多态性（SNP）信息,确定了甘蓝型油菜的A亚基因组起源于芜菁,但是C亚基因组的起源仍不明确。通过与中双11（ZS11）基因组比较,在其他7个甘蓝型油菜基因组中鉴定了7.5-15.6 Mb的倒位,39.7-49.1 Mb的易位,77.2-149.6 Mb的存在/缺失变异（PAV）以及大量的SNPs和小的插入/缺失（In Dels）,这些变异对超过9.4%的编码基因产生了大效应影响。通过结合8个参考基因组和1,688份油菜品种的重测序数据,我们构建了甘蓝型油菜泛参考基因组,总长约1.8 Gb,包含121,789个编码基因。在基因家族水平上,油菜泛基因组包含105,672个基因家族。在这些基因家族中,约56%是核心基因家族,约42%是非必须基因家族。特异基因家族在“对刺激或胁迫的反应”和“蛋白质磷酸化”等功能上富集。为了方便不同油菜品种之间的基因比较和目标基因的检索,首次构建了甘蓝型油菜的基因索引,包含88,345个编码基因的映射信息。这些数据可以通过甘蓝型油菜泛基因组数据库开放式获取,为油菜遗传改良提供丰富的资源。3.基于PAV-GWAS解析表型差异的遗传基础为了探索结构变异对性状差异的贡献,对角果长、粒重和开花期三个与产量相关的重要性状进行了全基因组关联分析（GWAS）研究。在以ZS11为供体的巢式作图群体中对27,216个PAVs进行了分型。以此为基础,利用基于PAV的全基因组关联分析（PAV-GWAS）确定了导致角果长、粒重和开花期差异的结构变异,表明在鉴定性状关联位点中PAV-GWAS能够作为SNP-GWAS的有力补充。深入分析表明,3个FLOWERING LOCUS C（FLC）基因上的PAVs与甘蓝型油菜的开花期和生态型分化有着密切关系。尤其是Bna A10.FLC基因的结构变异与生态型划分高度相关,这为甘蓝型油菜生态型分化的遗传基础提供了新的见解。4.籼稻参考基因组的构建利用Pac Bio、Bio Nano和Illumina测序技术对籼稻ZS97和MH63进行全基因测序,通过组装获得了高质量的第二版籼稻参考基因组,并分别注释了60,897和60,123个蛋白编码基因。更完整的参考基因组有利于全面解析基因组中重复元件和LTR-RT插入爆发事件,在籼稻基因组中鉴定了约45%的重复序列并观察了它们的分布特征。在ZS97和MH63基因组中鉴定了128万个SNPs,32万个In Dels,以及23.38-24.83 Mb的PAVs。受这些变异影响,ZS97和MH63基因组中分别有6,108个和6,270个non-TE基因被划分为高度差异基因。Chr11染色体末端出现PAVs热点区域,这可能和该区域丰富的抗性基因簇和近期基因重复有关。为了便于水稻研究社区对新一代籼稻参考基因组的使用,本研究中构建了籼稻基因组生物信息平台,并在其中集成了水稻多组学资源和计算工具。
薛晓东[9]（2020）在《Ac/DS转座系统在二穗短柄草及小麦中的应用和分析》文中认为小麦（Triticum aestivum）作为全球最重要的粮食作物之一,在全世界粮食消费中,以及我国粮食安全体系中都具有举足轻重的地位。长期以来,由于小麦基因组的庞大及复杂性,同时又缺乏高质量的参考序列等诸多问题,严重制约了小麦功能基因组学的发展。因此,获取合适的研究材料,发掘优异基因并对其基因功能进行深入研究,成了育种工作者的当务之急。而育种改良材料的获取及基因功能的研究和分析,最直接有效的方式便是从研究突变体着手。因此构建丰富的突变体库,就成了研究基因功能以及筛选育种好材料的重要环节。目前常用的突变体库构建技术,主要是T-DNA插入法和Ac/Ds转座系统。T-DNA插入法操作简单,但在整合的过程中会产生序列缺失及串联重复等现象,且需要大量的组培工作,影响了后续的分子分析工作。Ac/Ds转座系统由于组培工作量小,随机插入及表型稳定遗传等优势,已经成为了构建突变体库的首选方法,在众多的植物中得到应用。鉴于小麦基因组的复杂性,而模式植物二穗短柄草（Brachypodium distachyon）与小麦亲缘关系比较近,同时又有拟南芥（Arabidopsis thaliana）的诸多优点（基因组小、生长周期短及生长条件简单等）。因此,本文首先将异源的Ac/Ds转座体系导入二穗短柄草中进行了较为深入的研究,随后又将该转座体系稍加改造,应用到了小麦中进行了初步研究。以期获得小麦与二穗短柄草的插入突变体库,主要结果如下:（1）将异源Ac/Ds转座系统pSQ5通过农杆菌介导法导入二穗短柄草中,经过连续4代的循环筛选,共获得仅含Ds元件的稳定植株3185株。另外,将该转座体系稍加改造后导入小麦中,获得了稳定的仅含Ds元件的植株226株。通过Multiple-PCR及GUS染色等技术,证明了异源转座体系可以在二穗短柄草和小麦中工作。（2）转座频率及分布特点。Ds转座子在二穗短柄草中的平均转座频率为6.7%,在小麦中为7.7%。经过Inverse-PCR对Ds元件的侧翼序列定位后,共获得了3057条有效序列,特异插入位点共有2301个,其中507个插入到外显子中,241个插入到内含子中,152个插入到5′UTR中,127个插入到3′UTR中,基因临近区域603条,671个插入到基因间隔区,插入到基因内部或者临近基因区的占总数的71%。说明Ds元件倾向于插入到基因内部或基因邻近区域,这对于构建插入突变体库大有裨益。由于小麦全基因组测序尚未完成,所以本文经过同样的技术获得的侧翼序列,进行网上在线BLAST后,发现仅有不足50%能够成功比对上（Mapping成功）。比对不上的序列设计了相关引物,分多批进行再次扩增后验证,证实比对不成功的序列,90%多是真实有效的。最终仅有7%的序列扩增不到,说明小麦序列gap仍很多。（3）转座子插入特点。通过对2301个特异位点分析,发现在全基因组水平上,Ds转座子倾向于插入到染色体两端,而着丝粒区分布较少,另外,插入位点的数量与染色体大小呈正相关,并且Ds转座子的密集程度与染色体自身的基因密度成正相关。（4）转座子倾向于连锁转座。随机抽取子代较多的4个系进行研究,其中#E81有227个子代,#F84有134个子代,#B54有103个子代,#H87有46个子代,另外,#E81,#F84及#B54株系的初始插入位点（供体位点）在1号染色体上,#H87在2号染色体上。经过NCBI及JGI在线BLAST以后,发现:除#F84子代分布稍有偏差外,其他系别的子代中,全部倾向于插入到与供体位点相同的染色体上,插入比例分别是#B54株系为44.7%,#E81株系为47.6%,#H87株系为43.5%,而#F84株系为29.1%（插入位点最多为3号染色体,占比35.%）。进一步对初始插入点在1号染色体的3个株系进行分析,发现在30M长度处,有插入热点。（5）转座发生的时间。通过GUS染色（按发育时间:4-5叶期,抽穗期,灌浆期随机取样,共5批,每批至少10株,含根、茎、叶及幼种各部分）、普通PCR及多重PCR的验证,证实在二穗短柄草和小麦中,Ds转座发生的时间,主要是在植株发育的后期,集中在开花到种子灌浆这一时期。（6）小麦中的转座。为了研究异源转座体系在小麦中具体的工作情况,将Ac和Ds构建在不同T-DNA上的双元转座系统分别导入到小麦Fielder品种中,29个杂交组合共产生同时含有Ac和Ds元件的F1株系139个。随机取F1后代,总共研究了142个F2株系,发生转座的株系共计49个,占34.5%。研究的F2代植株共计2283棵,获得仅含Ds植株175棵,占总数的7.7%。在已发生转座的株系中,同一杂交亲本下不同F2代的转座频率存在较大的差异,该差异可能由Ds元件转座的时期不同所致。同一Ac,不同Ds的亲本组合,子代的转座频率差异较大,证明Ds的初始位置对转座频率有较大影响。同一Ds,不同Ac的亲本组合,其子代的转座频率仅有个别株系差异较大,经过不同的检验方法证明,不同表达量的AcTPase基因,其子代的转座频率差异不大,再次表明,对转座频率有较大影响的是Ds元件的初始位置。（7）特异启动子控制Ac/Ds转座体系的构建。由于体细胞转座不能稳定遗传,加大了不必要的工作量。因此,为了减少该过程带来的困扰,提高工作效率,构建了生殖细胞特异启动子控制的Ac/Ds转座系统。花粉特异启动子选用的是番茄LAT52基因的启动子,构建成功的载体名称为pHAD1;卵细胞特异启动子选用的是拟南芥Ec1.2的启动子,载体名称为pOXQ1。并同时构建了对应特异启动子控制GUS的载体,分别命名为pHG（花粉特异）和pLG（卵细胞特异）。通过农杆菌介导的遗传转化方法,将构建成功的载体分别导入二穗短柄草中,共计获得组培苗136棵,其中pHG为65棵,pLG为21棵,pHAD1为22棵,pOXQ1为28棵。通过GUS染色,多重PCR及EDS-PCR证实,特异启动子控制的Ac/Ds转座系统能够在二穗短柄草中成功转座。（8）二穗短柄草的杂交。为了诱导特定的目的基因,同时也为了解Ds转座子与目的基因的关系,验证其连锁转座的特点,本文随机挑选了部分仅含Ac元件的株系,并挑选了部分已知具体插入位点的仅含Ds元件的株系,进行了二穗短柄草的杂交（相关工作未见报道）,总结了该方法的操作要领,其中,授粉时期的选择,去雄和授粉的操作方法,以及杂交后种子发育过程中的保湿是整个杂交过程的关键。本文对各个操作过程进行了较为详细的描述。
孙浩[10]（2019）在《蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析》文中认为随着基因组测序的完成,蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）已经成为研究豆科植物基因功能的模式植物。本研究通过正向遗传学和反向遗传学筛选鉴定得到3个蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3xo1突变体株系,并对其进行分子鉴定和功能解析。利用蛋白质组学和代谢组学技术,挖掘赤霉素及其合成基因MtGA3xo1潜在的分子调控机制,并对赤霉素调控下游通路进行分析,为探究赤霉素在豆科植物中的作用提供新思路。主要结果如下:通过对突变体株系侧翼序列分析表明,Tnt1转座子分别插入于MTR2g102570基因的第一个外显子距离起始密码子149bp（NF13294）、416bp（NF18131）处,以及距离第一个外显子末端16bp处（NF12434）。MTR2g102570基因属于GA3oxs家族,负责编码MtGA3ox1,主要参与GA1及GA4的合成。高效液相色谱串联质谱检测发现ga3ox1突变体的GA3、GA4含量显着低于野生型R108。ga3ox1突变体的根长、叶柄长、地上部分生物量以及叶片和叶柄细胞大小等指标均低于R108,而叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素）则高于R108。MtGA3ox1主要在花和果荚中表达,相对表达量从高到低依次为:果荚>花>根>叶>茎。MtGA3ox1表达会受到其他植物激素与外界环境的影响,低温、ABA、IAA以及水杨酸处理会抑制MtGA3ox1表达,而黑暗处理则会诱导MtGA3ox1表达。组织化学染色发现,启动子长度决定GUS活性强弱,且在茎尖和下胚轴GUS有较强活性。此外,外源赤霉素处理（GA1、GA3、GA4以及GA7）均可以恢复ga3ox1突变体矮化表型。突变体互补试验结果表明转入MtGA3ox1基因能使ga3ox1突变体矮化和种皮表型得到恢复。将MtGA3ox1基因在拟南芥Col-0中过量表达可以提高转基因拟南芥株系的根长、侧根数以及鲜重。通过蛋白质组学和代谢组学分析,分别鉴定到了456个差异富集蛋白（包括238个上调蛋白及218个下调蛋白）和131个差异代谢物（包括53个上调代谢物及78个下调代谢物）。其中上调蛋白主要参与类黄酮合成、异黄酮合成以及木质素合成,下调蛋白主要参与光合作用、氧化磷酸化以及氮代谢。而差异代谢物显着富集到7条代谢通路,包括苯丙素合成以及异黄酮合成等。通过蛋白质组学与代谢组学联合分析,36条代谢通路被共同富集,主要包括苯丙素合成、类黄酮合成及异黄酮合成等。差异蛋白与差异代谢物相关性分析发现,蛋白与代谢物相关性主要集中在黄酮类与异黄酮类代谢产物与蛋白相互作用,且整体呈现出正相关关系。对花青素合成通路基因、氮代谢通路基因及氮转运基因的蛋白水平和转录水平检测结果表明,赤霉素通过调控DELLA蛋白丰度来负调控花青素合成途径以及正调控氮代谢和氮转运,且赤霉素可能参与负调控异黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成。
二、转座子及其在水稻基因组学中的研究进展（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、转座子及其在水稻基因组学中的研究进展（论文提纲范文）
（1）AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 AIO-seq高通量测序技术开发及应用 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 测序技术发展概述 |
| 1.1.2 DNA超声波机械打断和生物酶切法在测序文库制备中的应用 |
| 1.1.3 Tn5 转座酶在测序文库制备中的应用 |
| 1.1.4 测序文库的分选和质控 |
| 1.1.5 本研究的目的与意义 |
| 1.2 材料与方法 |
| 1.2.1 实验材料及表型测定分析 |
| 1.2.2 AIO-seq测序文库制备 |
| 1.2.3 测序数据的分析流程 |
| 1.2.4 Bin map图谱构建及玉米株型性状QTL定位 |
| 1.3 结果与分析 |
| 1.3.1 AIO-seq测序技术构思 |
| 1.3.2 利用少量样本验证AIO-seq测序技术的可行性 |
| 1.3.3 利用多样本包Lane测序探索AIO-seq技术的可靠性及稳定性 |
| 1.3.4 运用AIO-seq测序技术获得样本间预期不等的数据产出 |
| 1.3.5 AIO-seq技术在RNA-seq测序文库制备中的运用 |
| 1.3.6 简化的AIO-seq测序技术在玉米BC_1F_4群体株型QTL定位研究中的运用 |
| 1.4 讨论 |
| 1.4.1 Tn5 转座酶在组学技术研究中的广泛应用 |
| 1.4.2 AIO-seq测序文库制备流程的改进 |
| 1.4.3 简化的AIO-seq测序技术在群体遗传学研究中的应用 |
| 1.4.4 后续工作展望 |
| 第二章 玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 玉米生产和研究概况 |
| 2.1.2 常用分离群体类型及特点 |
| 2.1.3 连锁分析及关联分析定位 |
| 2.1.4 玉米株型相关性状QTL定位及基因克隆 |
| 2.1.5 本研究的目的与意义 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 亲本选取及HNAU-NAM1 群体构建 |
| 2.2.2 玉米HNAU-NAM1 群体株型性状考察及分析 |
| 2.2.3 HNAU-NAM1 群体基因型数据分析 |
| 2.2.4 HNAU-NAM1 群体遗传多样性及连锁不平衡分析 |
| 2.2.5 利用SLM分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.6 利用JLM分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.7 利用GWAS关联分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.8 株型性状QTL热点区域分析 |
| 2.2.9 株型性状主效QTL定位区间内候选基因推断 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 HNAU-NAM1 群体特征分析 |
| 2.3.2 群体表型性状统计分析 |
| 2.3.3 亚群遗传连锁图谱构建 |
| 2.3.4 叶夹角性状遗传解析 |
| 2.3.5 株高性状遗传解析 |
| 2.3.6 穗位性状遗传解析 |
| 2.3.7 株型性状QTL定位热点区域分析 |
| 2.3.8 主效QTL区间内候选基因推断 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 HNAU-NAM1 群体特点 |
| 2.4.2 株型性状QTL定位方法及结果特征 |
| 2.4.3 株型性状候选基因 |
| 2.4.4 基因组de novo组装对基因克隆的影响 |
| 2.4.5 后续工作展望 |
| 第三章 全文总结 |
| 3.1 AIO-seq高通量测序技术开发和应用 |
| 3.2 玉米HNAU-NAM1 群体遗传特性和株型性状QTL定位研究 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（2）水稻表观基因组图谱和数据库的构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1.前言 |
| 1.1 表观遗传 |
| 1.2 DNA甲基化 |
| 1.3 组蛋白修饰 |
| 1.4 染色质开放区域 |
| 1.5 染色质状态的注释研究 |
| 1.6 关于表观基因组学的二代测序技术 |
| 1.7 人类和模式动物的ENCODE计划 |
| 1.8 植物的功能基因组计划 |
| 1.9 水稻的表观基因组学研究进展 |
| 1.10 本研究的目的和意义 |
| 2.水稻表观基因组图谱的构建 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 材料的生成 |
| 2.2.2 分析路线 |
| 2.2.3 ChIP-seq和FAIRE-seq分析方法 |
| 2.2.4 RNA-seq分析方法 |
| 2.2.5 DNA甲基化分析方法 |
| 2.2.6 ChIP-reChIP数据的分析方法 |
| 2.2.7 染色质状态的表征和基因组学特征的分型 |
| 2.2.8 DMR(DNA甲基化差异区域)分析 |
| 2.2.9 转座因子富集分析 |
| 2.2.10 启动子周围区域的组蛋白组合分析 |
| 2.2.11 组织间染色质状态转换频率分析 |
| 2.2.12 染色质状态切换中的DNA甲基化变化 |
| 2.2.13 组织间组蛋白修饰的差异分析 |
| 2.2.14 特征性组蛋白修饰标记与组织中基因表达转录之间的关系 |
| 2.2.15 组织特异性组蛋白修饰分析 |
| 2.2.16 候选增强子分析 |
| 2.2.17 20个水稻品种表观基因组特征分析的动态 |
| 2.2.18 遗传变异对20个品种表观基因组特征的影响分析 |
| 2.2.19 图形的可视化 |
| 2.3 结果和分析 |
| 2.3.1 水稻数据的可重复性研究 |
| 2.3.2 水稻全基因组表观数据特性的概括 |
| 2.3.3 水稻全基因组染色质状态的注释及其特征 |
| 2.3.4 利用染色质特征细化定义水稻的启动子区域 |
| 2.3.5 水稻组织间表观基因组的动态变化 |
| 2.3.6 顺式调控元件分析 |
| 2.3.7 20个水稻品系间的表观信号差异 |
| 2.4 讨论 |
| 3.水稻表观基因组数据库的构建 |
| 3.1 前言 |
| 3.1.1 水稻表观数据库构建的意义 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 水稻的表观数据搜集 |
| 3.2.2 数据库运作模式的选择 |
| 3.2.3 数据库的数据结构组成 |
| 3.3 结果和分析 |
| 3.3.1 数据库的组蛋白修饰检索 |
| 3.3.2 数据库的转录组检索 |
| 3.3.3 数据库的开放染色质区域检索 |
| 3.3.4 数据库的DNA交互信息检索 |
| 3.3.5 数据库的染色质状态检索 |
| 3.3.6 数据库的DNA甲基化检索 |
| 3.3.7 数据库的基因组浏览器组成 |
| 3.3.8 数据库表观数据的展示 |
| 3.3.9 与其他植物表观数据库数据的比较 |
| 3.4 讨论 |
| 4.小结与展望 |
| 4.1 单一组织水稻染色质图谱和新的染色质状态 |
| 4.2 组织间组蛋白修饰和染色质状态变化图谱 |
| 4.3 水稻全基因组范围调控元件的识别 |
| 4.4 水稻多品系表观基因组图谱 |
| 4.5 水稻表观基因组数据库 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录Ⅰ 附表 |
| 附录Ⅱ 附图 |
| 附录Ⅲ eChIP实验方法 |
| 附录Ⅳ 作者简介附录 |
| 致谢 |
（3）甘蓝型油菜表观遗传图谱和亚基因组不平衡的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩列语表 |
| 1.前言 |
| 1.1 甘蓝型油菜基因组信息的研究进展 |
| 1.2 表观遗传学和转录调控的研究进展 |
| 1.2.1 DNA甲基化 |
| 1.2.2 组蛋白修饰 |
| 1.2.3 基因组不同位置常见组蛋白修饰的特征和研究进展 |
| 1.2.4 染色质状态的特征和分类 |
| 1.3 多倍体植物起源及其表观遗传学的研究进展 |
| 1.4 甘蓝型油菜中表观遗传学的研究进展 |
| 1.5 ENCODE(Encyclopedia of DNA Elements)计划的研究进展 |
| 1.6 异源多倍体物种中关于亚基因组间不平衡的研究进展 |
| 1.7 二价染色质状态的研究进展 |
| 1.8 本课题的目的和意义 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 植物材料 |
| 2.2 抗体 |
| 2.3 eChIP实验方法 |
| 2.4 植物中传统ChIP-Seq实验方法 |
| 2.5 抗体耦连磁珠的实验方法 |
| 2.6 ChIP-reChIP实验方法 |
| 2.7 DNA甲基化实验方法 |
| 2.8 RNA-Seq实验方法 |
| 2.9 植物核蛋白的抽提方法 |
| 2.10 免疫荧光共定位实验方法 |
| 2.11 数据分析 |
| 3.结果与分析 |
| 3.1 植物中ChIP-Seq实验方法的改进 |
| 3.1.1 eChIP实验方法设计以及与传统ChIP方法的比较分析 |
| 3.1.2 eChIP实验方法在不同植物和不同抗体类型中的通用性 |
| 3.2 甘蓝型油菜的表观遗传学特征 |
| 3.2.1 组蛋白修饰和RNAPII在甘蓝型油菜中的分布 |
| 3.2.2 RNAPII和组蛋白修饰区域的DNA甲基化分布特征 |
| 3.2.3 甘蓝型油菜细胞核内常染色质和异染色质的分布特征 |
| 3.3 甘蓝型油菜An和Cn亚基因组间的不平衡 |
| 3.3.1 甘蓝型油菜两个亚基因组上基因表达和表观遗传学修饰的不对称分布 |
| 3.3.2 同源基因对和亚基因组特异基因在功能上的差异性特征 |
| 3.3.3 甘蓝型油菜启动子区域的表观遗传特征和转录活性差异 |
| 3.4 甘蓝型油菜染色质状态的特征 |
| 3.4.1 甘蓝型油菜整体染色质状态的分类和特征描述 |
| 3.4.2 甘蓝型油菜亚基因组和不同组织染色质状态间的差异分析 |
| 3.4.3 2063A和丙409两个品系间染色质状态的差异分析 |
| 3.5 甘蓝型油菜4个测试组织间的动态表观遗传变化特征 |
| 3.5.1 甘蓝型油菜组织间组蛋白修饰、RNAPII和基因表达变化之间的相关性分析 |
| 3.5.2 亚基因组间表观遗传学修饰动态变化的特征分析 |
| 3.5.3 甘蓝型油菜染色质状态的动态变化分析 |
| 3.6 .植物中未被报导的H3K4me1-H3K27me3二价染色质状态 |
| 3.6.1 新二价染色质状态的验证和结构特征分析 |
| 3.6.2 新二价染色质状态在组织间的动态变化分析 |
| 4.讨论 |
| 4.1 eChIP是植物中一种简单高效的ChIP-Seq实验方法 |
| 4.2 An亚基因组是甘蓝型油菜中的优势亚基因组 |
| 4.3 亚基因组特异基因/区域活跃程度的差异造成了甘蓝型油菜An亚基因组活性强于Cn亚基因组 |
| 4.4 甘蓝型油菜的染色质状态图谱和新二价染色质状态 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录I 附表 |
| 附录II 附图 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
（4）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 |
（5）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 |
（6）应用“侧翼序列标记测序”在转基因农作物基因组中分离侧翼序列（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 植物功能基因组研究策略 |
| 1.2 植物突变体库的构建 |
| 1.2.1 基于理化诱变构建突变体库 |
| 1.2.2 基于转座子构建突变体库 |
| 1.2.3 基于T-DNA插入构建突变体库 |
| 1.3 侧翼序列分离方法 |
| 1.3.1 基于PCR的侧翼序列分离方法 |
| 1.3.2 基于NGS的侧翼序列分离方法 |
| 1.4 T-DNA在植物基因组中整合与分布特征 |
| 1.5 FST-SEQ方法的研究意义及实验原理 |
| 1.5.1 FST-seq方法研究意义 |
| 1.5.2 FST-seq实验原理 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备与主要试剂 |
| 2.2.1 主要实验设备 |
| 2.2.2 主要试剂 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 植物基因组DNA的提取 |
| 2.3.2 植物基因组DNA的质量控制 |
| 2.3.3 转基因植株的阳性检测 |
| 2.3.4 应用FST-seq方法分离侧翼序列 |
| 2.3.5 鉴定并验证标签序列的插入位点与结构 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 植物基因组DNA中标签序列的检测 |
| 3.2 FST-SEQ文库构建 |
| 3.2.1 Tn5 转座酶复合体打断基因组DNA |
| 3.2.2 FST-seq第一轮PCR反应 |
| 3.2.3 FST-seq第二轮PCR反应 |
| 3.2.4 FST-seq第三轮PCR反应 |
| 3.2.5 FST-seq文库分选 |
| 3.3 分析侧翼序列并进行PCR验证 |
| 3.3.1 河南大学转基因小麦 |
| 3.3.2 山东农业大学转基因小麦材料 |
| 3.3.3 韩国转基因水稻材料 |
| 3.3.4 河南农业大学转基因玉米材料 |
| 第四章 讨论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（7）玉米抗病相关小肽和蛋白的挖掘及功能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 小肽的概念及分类 |
| 1.2 小肽的功能研究进展 |
| 1.3 非传统肽(NCPs)的研究进展 |
| 1.3.1 NCPs在动物中的研究进展 |
| 1.3.1.1 来源上游ORFs(u ORFs)的NCPs |
| 1.3.1.2 来源非编码RNA的 NCPs |
| 1.3.2 NCPs在植物中的研究进展 |
| 1.3.3 NCPs数据库 |
| 1.4 NCPs的鉴定 |
| 1.4.1 生物信息学的方法 |
| 1.4.2 核糖体印记测序(Ribo-seq)技术 |
| 1.4.3 质谱技术 |
| 1.4.3.1 多肽组学 |
| 1.4.3.2 多肽基因组学 |
| 1.5 玉米主要病害 |
| 1.5.1 小斑病 |
| 1.5.2 南方锈病 |
| 1.5.3 弯孢叶斑病 |
| 1.5.4 根腐病 |
| 1.6 植物天然免疫 |
| 1.6.1 病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI) |
| 1.6.2 效应蛋白触发的免疫反应(ETI) |
| 1.6.3 植物天然免疫和抗病性 |
| 1.7 本研究的目的与意义 |
| 第二章 植物多肽基因组学方法的建立 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 材料种植 |
| 2.1.2 内源肽提取 |
| 2.1.3 液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析 |
| 2.1.4 多肽基因组数据库构建 |
| 2.1.5 内源肽鉴定 |
| 2.1.6 传统肽(CPs)和NCPs的鉴定 |
| 2.1.7 内源肽在基因组水平上的分布 |
| 2.1.8 利用合成肽验证NCPs |
| 2.1.9 RNA-seq和 ribo-seq分析 |
| 2.1.10 NCPs与玉米数量性状及驯化选择的相关性分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 植物多肽基因组学方法的建立 |
| 2.2.2 玉米CPs和 NCPs的大规模鉴定 |
| 2.2.3 玉米NCPs的验证 |
| 2.2.4 玉米CPs和 NCPs在基因组上的分布模式 |
| 2.2.5 玉米NCPs可以来源于编码序列和非编码序列 |
| 2.2.6 玉米NCPs的功能分析 |
| 2.2.7 植物多肽基因组学方法在拟南芥NCPs挖掘中的应用 |
| 2.3 结论与讨论 |
| 第三章 PAMP诱导的差异表达内源肽的鉴定 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料种植及处理 |
| 3.1.2 内源肽提取 |
| 3.1.3 LC-MS/MS |
| 3.1.4 多肽基因组数据库构建 |
| 3.1.5 内源肽鉴定 |
| 3.1.6 CPs和 NCPs的鉴定 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 比较多肽基因组学分析 |
| 3.2.2 差异表达内源肽的鉴定 |
| 3.2.3 CPs和 NCPs的鉴定 |
| 3.2.4 差异表达内源肽的表达模式 |
| 3.3 结论与讨论 |
| 第四章 NCPs在玉米天然免疫反应中的功能研究 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 内源肽合成 |
| 4.1.2 培养基配制 |
| 4.1.3 禾谷镰刀菌培养及根腐病抗性鉴定 |
| 4.1.4 玉蜀黍平脐蠕孢菌培养及小斑病抗性鉴定 |
| 4.1.5 新月弯孢菌培养及新月弯孢菌抗性鉴定 |
| 4.1.6 活性氧(ROS)相关成分染色及含量测定 |
| 4.1.6.1 二氨基联苯胺(DAB)染色 |
| 4.1.6.2 氯化硝基四氮唑蓝(NBT)染色 |
| 4.1.6.3 ROS含量测定 |
| 4.1.7 胼胝质染色 |
| 4.1.8 免疫防御相关基因的表达分析 |
| 4.1.8.1 RNA提取及检测 |
| 4.1.8.2 cDNA第一链的合成和检测 |
| 4.1.8.3 实时荧光定量PCR(q RT-PCR) |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 NCP-1 促进ROS的积累 |
| 4.2.2 NCP-1诱导免疫防御相关基因的表达 |
| 4.2.2.1 RNA的提取与c DNA第一链的合成、检测 |
| 4.2.2.2 免疫防御相关基因的q RT-PCR |
| 4.2.3 NCP-1诱导胼胝质的沉积 |
| 4.2.4 NCP-1提高玉米对根腐病的抗性 |
| 4.2.5 NCP-1提高玉米对小斑病的抗性 |
| 4.2.6 NCP-1提高玉米对新月弯孢菌的抗性 |
| 4.3 结论与讨论 |
| 第五章 玉米南方锈病抗性相关蛋白的鉴定及功能研究 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.1.2.1 材料种植 |
| 5.1.2.2 病原繁殖 |
| 5.1.2.3 多堆柄锈菌(P.polysora)接种及取样 |
| 5.1.2.4 蛋白提取 |
| 5.1.2.5 蛋白酶解和iTRAQ标记 |
| 5.1.2.6 强阳离子交换色谱法(SCX)分级 |
| 5.1.2.7 LC-MS/MS |
| 5.1.2.8 序列数据库搜索和数据分析 |
| 5.1.2.9 RNA提取 |
| 5.1.2.10 cDNA第一链的合成及检测 |
| 5.1.2.11 qRT-PCR |
| 5.1.2.12 DNA提取 |
| 5.1.2.13 玉米原生质体提取及亚细胞定位 |
| 5.1.2.14 Western blot |
| 5.1.2.15 转基因玉米构建与检测 |
| 5.1.2.16 突变体筛选 |
| 5.1.2.17 激素含量测定 |
| 5.1.2.18 石蜡切片 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 抗、感玉米自交系接种P.polysora后的表型比较 |
| 5.2.2 iTRAQ分析抗、感自交系接种P.polysora前后的蛋白质组变化 |
| 5.2.3 差异蛋白质的GO富集分析和KEGG富集分析 |
| 5.2.4 ZmREM1.3的序列和表达分析 |
| 5.2.4.1 ZmREM1.3的序列分析 |
| 5.2.4.2 ZmREM1.3的表达分析 |
| 5.2.5 ZmREM1.3的亚细胞定位 |
| 5.2.6 过表达ZmREM1.3 增强玉米对P.polysora的抗性 |
| 5.2.6.1 ZmREM1.3在转基因玉米中的表达分析 |
| 5.2.6.2 过表达ZmREM1.3 增强玉米对P.polysora的抗性 |
| 5.2.7 ZmREM1.3 突变体分析证实ZmREM1.3在P.polysora抗性中的积极作用 |
| 5.2.8 过表达ZmREM1.3促进激素的积累及防卫基因的表达 |
| 5.3 结论与讨论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 玉米中鉴定到的NCPs |
| 附录二 玉米中鉴定到CPs |
| 附录三 拟南芥中鉴定到的NCPs |
| 附录四 拟南芥中鉴定到CPs |
| 附录五 Flg22处理30分钟后差异表达的内源肽 |
| 附录六 Flg22处理24小时后差异表达的内源肽 |
| 附录七 本研究所用引物 |
| 附录八 DNA提取方法及相关试剂配制 |
| 附录九 原生质体提取及转化相关试剂配制 |
| 附录十 Western blot免疫印迹相关试剂配制 |
| 英文摘要 |
（8）基于三代测序解析油菜和水稻遗传多样性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 测序技术的发展 |
| 1.2 植物基因组研究进展 |
| 1.3 作物中的泛基因组研究 |
| 1.4 油菜和水稻的起源与驯化 |
| 1.4.1 油菜基因组的起源 |
| 1.4.2 油菜的驯化历程 |
| 1.4.3 亚洲栽培稻的起源与驯化 |
| 1.5 本研究的目的及意义 |
| 第二章 油菜参考基因组 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 PacBio SMRT建库与测序 |
| 2.1.3 Hi-C建库与测序 |
| 2.1.4 Bio Nano光学图谱测序和组装 |
| 2.1.5 RNA-Seq测序 |
| 2.1.6 基因组重叠群组装 |
| 2.1.7 假染色体构建 |
| 2.1.8 重复序列注释 |
| 2.1.9 基因注释 |
| 2.1.10 非编码RNA注释 |
| 2.1.11 Hi-C数据处理及分析 |
| 2.1.12 基因组评估 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 八个油菜基因组的从头组装 |
| 2.2.2 组装基因组的评估 |
| 2.2.3 油菜基因组的注释 |
| 2.2.4 Hi-C相互作用与基因组特征的相关性 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 油菜的遗传变异与泛基因组 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 油菜基因组中同源区域鉴定 |
| 3.1.2 系统发育分析 |
| 3.1.3 分化时间分析 |
| 3.1.4 MADS-box基因家族鉴定和分类 |
| 3.1.5 SNPs和 In Dels鉴定 |
| 3.1.6 不同品种间结构变异分析 |
| 3.1.7 PAVs区域鉴定 |
| 3.1.8 基因家族聚类 |
| 3.1.9 泛基因组构建 |
| 3.1.10 Gene index构建 |
| 3.1.11 泛基因组数据库构建 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 油菜基因组的进化 |
| 3.2.2 油菜的系统发育 |
| 3.2.3 广泛的种内变异 |
| 3.2.4 油菜的泛基因组 |
| 3.2.5 泛基因组数据库 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 PAV-GWAS解析表型差异 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 甘蓝型油菜BN-NAM群体构建 |
| 4.1.2 BN-NAM群体的SNP分型 |
| 4.1.3 BN-NAM群体的表型统计 |
| 4.1.4 基于SNPs的全基因组关联分析 |
| 4.1.5 基于PAVs的全基因组关联分析 |
| 4.1.6 FLC基因变异分析 |
| 4.1.7 FLC基因的群体结构和基因型分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 角果长和粒重性状的关联分析 |
| 4.2.2 开花期性状的关联分析 |
| 4.2.3 FLC基因在不同基因组中的变异 |
| 4.2.4 FLC基因与生态型分化 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 水稻参考基因组 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 Pac Bio SMRT RSII测序 |
| 5.1.3 Bio Nano光学图谱测序 |
| 5.1.4 基因组从头组装和缺口填补 |
| 5.1.5 着丝粒和端粒序列鉴定 |
| 5.1.6 重复元件和基因注释 |
| 5.1.7 变异鉴定 |
| 5.1.8 系统发育分析 |
| 5.1.9 生物信息平台构建 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 籼稻基因组的组装与注释 |
| 5.2.2 籼稻基因组的转座元件 |
| 5.2.3 籼稻基因组种内变异图谱 |
| 5.2.4 稻属基因家族比较 |
| 5.2.5 籼稻基因组生物信息平台 |
| 5.3 讨论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间已发表论文 |
| 致谢 |
（9）Ac/DS转座系统在二穗短柄草及小麦中的应用和分析（论文提纲范文）
| 符号说明 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 二穗短柄草研究现状 |
| 1.1.1 二穗短柄草的生物学特征 |
| 1.1.2 二穗短柄草作为禾本科模式植物的依据 |
| 1.1.3 二穗短柄草功能基因组学研究进展 |
| 1.2 小麦分子生物学研究现状 |
| 1.2.1 小麦功能基因组学研究 |
| 1.2.2 小麦与二穗短柄草相关的研究 |
| 1.2.3 小麦转基因方法及应用现状 |
| 1.2.3.1 基因枪法 |
| 1.2.3.2 花粉管通道法 |
| 1.2.3.3 农杆菌介导法 |
| 1.2.3.4 低能离子束介导法 |
| 1.2.4 小麦转座子研究进展 |
| 1.2.5 小麦反转录转座子研究 |
| 1.3 植物突变体库的构建方法 |
| 1.3.1 理化诱变构建突变体库 |
| 1.3.2 T-DNA插入构建突变体库 |
| 1.3.3 Ac/Ds系统构建突变体库 |
| 1.3.4 逆转录转座子构建突变体库 |
| 1.4 Ac/Ds转座系统研究进展 |
| 1.4.1 Ac/Ds转座系统概述 |
| 1.4.2 Ac/Ds系统中的转座特点 |
| 1.4.2.1 转座距离 |
| 1.4.2.2 插入位点的偏好性 |
| 1.4.2.3 转座频率 |
| 1.4.3 Ac/Ds系统常见构建方式 |
| 1.4.3.1 一元转座系统 |
| 1.4.3.2 二元转座系统 |
| 1.5 染色体步移及突变体筛选 |
| 1.5.1 染色体步移概括 |
| 1.5.2 常见染色体步移方法 |
| 1.5.2.1 反向PCR |
| 1.5.2.2 接头PCR |
| 1.5.2.3 Tail-PCR |
| 1.5.3 突变体筛选方法 |
| 1.5.3.1 形态学观察 |
| 1.5.3.2 载体特征筛选 |
| 1.6 研究目的和意义 |
| 2 材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料与生长条件 |
| 2.1.2 菌株和质粒 |
| 2.1.3 酶与生化试剂 |
| 2.1.4 引物 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 表达载体构建 |
| 2.2.1.1 大肠杆菌感受态的制备 |
| 2.2.1.2 大肠杆菌的转化 |
| 2.2.1.3 质粒提取 |
| 2.2.1.4 农杆菌感受态细胞的制备 |
| 2.2.1.5 农杆菌的转化 |
| 2.2.1.6 高保真酶PCR扩增 |
| 2.2.1.7 TA克隆 |
| 2.2.1.8 测序、连接及PCR筛选阳性菌落 |
| 2.2.2 二穗短柄草的遗传转化 |
| 2.2.2.1 愈伤组织的诱导 |
| 2.2.2.2 侵染 |
| 2.2.2.3 共培养 |
| 2.2.2.4 筛选 |
| 2.2.2.5 分化 |
| 2.2.2.6 生根 |
| 2.2.2.7 组培苗移栽 |
| 2.2.3 转基因苗的鉴定 |
| 2.2.3.1 CTAB法提取植物总DNA |
| 2.2.3.2 植物总RNA的提取 |
| 2.2.3.3 反转录 |
| 2.2.3.4 荧光定量PCR |
| 2.2.3.5 普通鉴定PCR |
| 2.2.3.6 GUS表达分析 |
| 2.2.4 插入系的侧翼序列扩增 |
| 2.2.4.1 反向PCR(Inverse-PCR) |
| 2.2.4.2 热不对称交错PCR(Tail-PCR) |
| 2.2.5 序列比对工具和软件 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 Ac/Ds双荧光转座系统在二穗短柄草中的应用 |
| 3.1.1 T_0 代转基因苗的鉴定 |
| 3.1.2 Ds发生切离的PCR检测 |
| 3.1.3 T_1 代转基因苗鉴定 |
| 3.1.4 拷贝数分析 |
| 3.1.5 转座频率统计 |
| 3.1.6 筛选流程 |
| 3.1.7 插入位点分析 |
| 3.1.8 同一T_0 系不同子代的插入位点分析 |
| 3.1.9 不同系间分析 |
| 3.1.10 部分株系的插入位点基因功能注释 |
| 3.1.11 突变体筛选 |
| 3.1.12 二穗短柄草的杂交 |
| 3.1.12.1 选择合适的小花 |
| 3.1.12.2 花药的选择 |
| 3.1.12.3 去雄 |
| 3.1.12.4 验证杂交是否成功 |
| 3.1.12.5 防止小花干枯的方法 |
| 3.2 Ac/Ds双元转座系统在小麦中的应用 |
| 3.2.1 载体特征及T_0 代植株抗性检测 |
| 3.2.2 对T_1 代植株进行荧光和PCR鉴定 |
| 3.2.3 小麦杂交群体的构建 |
| 3.2.4 杂交F1代Ds转座分析 |
| 3.2.5 杂交F2代Ds插入群体的产生及不同组合的转座频率分析 |
| 3.2.6 分析Ac表达量与转座频率的关系 |
| 3.2.7 小麦突变体库构建流程 |
| 3.2.8 小麦初始系Ds侧翼序列(Flanking sequence tags,FSTs)的定位与分析 |
| 3.2.9 转座后新插入的仅Ds株系侧翼序列验证 |
| 3.2.10 小麦全基因组分布 |
| 3.3 花粉、卵细胞特异启动子载体的构建及转化验证 |
| 3.3.1 表达载体的构建及农杆菌介导的遗传转化 |
| 3.3.1.1 高保真酶扩增花粉、卵细胞启动子 |
| 3.3.1.2 片段双酶切 |
| 3.3.1.3 重组质粒的大肠杆菌菌落PCR鉴定 |
| 3.3.1.4 构建完成的表达载体T-DNA示意图 |
| 3.3.1.5 农杆菌介导的二穗短柄草遗传转化 |
| 3.3.2 T_0 代转基因苗的鉴定与分析 |
| 3.3.2.1 PCR检测 |
| 3.3.2.2 阳性植株T_1的GUS染色分析 |
| 3.3.2.3 转座发生的检测 |
| 3.3.2.4 阳性苗统计 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（10）蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析（论文提纲范文）
| 博士学位论文评阅人、答辩委员会签名表 |
| 摘要 |
| abstract |
| 英文缩略表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 蒺藜苜蓿TNT1突变体研究进展 |
| 1.1.1 蒺藜苜蓿基因组研究概述 |
| 1.1.2 逆转录转座子Tnt1研究进展 |
| 1.1.3 蒺藜苜蓿Tnt1突变体库在功能基因组中的应用 |
| 1.2 植物赤霉素研究进展 |
| 1.2.1 赤霉素生物合成 |
| 1.2.2 赤霉素与植株矮化 |
| 1.2.3 赤霉素与生物固氮 |
| 1.2.4 赤霉素与其他植物激素 |
| 1.3 豆科植物蛋白质组学研究进展 |
| 1.3.1 豆科植物的蛋白质组学 |
| 1.3.2 豆科植物蛋白质组学分析数据库 |
| 1.4 豆科植物代谢组学研究进展 |
| 1.4.1 代谢组学与作物育种 |
| 1.4.2 豆科植物代谢组数据库 |
| 1.5 研究的目的和意义 |
| 第二章 蒺藜苜蓿矮化突变体表型分析及突变基因鉴定 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 ga3ox1突变体筛选鉴定 |
| 2.2.2 ga3ox1突变体表型分析 |
| 2.2.3 ga3ox1突变体种皮颜色与类黄酮含量 |
| 2.2.4 ga3ox1突变体叶片颜色与叶绿素含量 |
| 2.2.5 ga3ox1突变体叶片及叶柄发育 |
| 2.2.6 液质联用技术(HPLC-MS)检测ga3ox1 突变体赤霉素含量 |
| 2.2.7 外源赤霉素处理恢复ga3ox1突变体矮化表型 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 ga3ox1突变体分子鉴定和表型分析 |
| 2.3.2 蒺藜苜蓿赤霉素内部稳态变化 |
| 第三章 蒺藜苜蓿MTGA3OX1 功能验证 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 Mt GA3ox1 基因启动子响应元件预测分析 |
| 3.2.2 Mt GA3ox1 基因表达模式分析 |
| 3.2.3 Mt GA3ox1 基因组织化学定位 |
| 3.2.4 Mt GA3ox1 组织表达特异性 |
| 3.2.5 外源GA3 以及调环酸钙处理对R108及ga3ox1 突变体的影响 |
| 3.2.6 转基因蒺藜苜蓿ga3ox1突变体互补实验 |
| 3.2.7 转Mt GA3ox1 基因拟南芥表型分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 激素及外部环境调控赤霉素的生物合成 |
| 3.3.2 Mt GA3ox1 基因表达模式和功能分析 |
| 第四章 差异蛋白质组学与代谢组学联合分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 蒺藜苜蓿R108与ga3ox1突变体叶片差异蛋白质组学研究 |
| 4.2.2 蒺藜苜蓿R108与ga3ox1突变体叶片非靶向代谢组学研究 |
| 4.2.3 R108与ga3ox1突变体叶片差异蛋白质组学与代谢组学联合分析 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 赤霉素调控花青素合成及氮代谢 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 ga3ox1 突变体上调表达基因KEGG富集分析 |
| 5.2.2 赤霉素抑制花青素的生物合成途径 |
| 5.2.3 外源GA3以及调环酸钙处理对花青素生物合成途径的影响 |
| 5.2.4 转基因蒺藜苜蓿中花青素生物合成的变化 |
| 5.2.5 蒺藜苜蓿根系和叶片DMACA染色 |
| 5.2.6 基于HPLC-MS黄酮类化合物测定 |
| 5.2.7 ga3ox1 突变体下调表达基因KEGG富集分析 |
| 5.2.8 氮转运与氮代谢相关基因蛋白水平和转录水平验证 |
| 5.2.9 赤霉素参与调控氮的转运与氮代谢 |
| 5.2.10 蒺藜苜蓿转基因株系中氮代谢的变化 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 赤霉素抑制花青素生物合成 |
| 5.3.2 赤霉素正向调控氮代谢 |
| 5.3.3 类黄酮生物合成和氮代谢相互作用 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本论文创新点 |
| 6.3 下一步展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
四、转座子及其在水稻基因组学中的研究进展（论文参考文献）
- [1]AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究[D]. 赵胜. 中国农业科学院, 2021
- [2]水稻表观基因组图谱和数据库的构建[D]. 谢亮. 华中农业大学, 2021(02)
- [3]甘蓝型油菜表观遗传图谱和亚基因组不平衡的研究[D]. 章清. 华中农业大学, 2021(02)
- [4]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)
- [5]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
- [6]应用“侧翼序列标记测序”在转基因农作物基因组中分离侧翼序列[D]. 王权. 广西大学, 2020(07)
- [7]玉米抗病相关小肽和蛋白的挖掘及功能研究[D]. 王顺喜. 河南农业大学, 2020(04)
- [8]基于三代测序解析油菜和水稻遗传多样性[D]. 宋佳明. 华中农业大学, 2020(02)
- [9]Ac/DS转座系统在二穗短柄草及小麦中的应用和分析[D]. 薛晓东. 山东农业大学, 2020(08)
- [10]蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析[D]. 孙浩. 中国农业科学院, 2019(01)