本文關(guān)鍵詞：基于全基因組重測序的黃瓜花發(fā)育突變體的快速基因定位，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃瓜(Cucumis sativus L.)是一種重要的蔬菜作物,也是植物性別決定、長距離運(yùn)輸研究的模式物種。黃瓜的食用器官由雌花發(fā)育而成,因此研究黃瓜花器官的發(fā)育具有重要的科研和經(jīng)濟(jì)意義。基于模式植物擬南芥和金魚草的研究而提出的花發(fā)育ABC模型,較好地解釋了被子植物花發(fā)育的過程,極大地推動(dòng)了植物花發(fā)育的研究。但是花和果實(shí)的發(fā)育在以黃瓜為代表的雌雄異花同株的物種上并沒有太多探索,目前大多數(shù)的報(bào)道集中在乙烯通路與黃瓜的性別決定機(jī)制的研究上,對(duì)于黃瓜花和果實(shí)的發(fā)育鮮有報(bào)道。本研究以EMS誘變得到的黃瓜花器和果實(shí)發(fā)育的突變體為研究材料,結(jié)合BSA混池和高通量測序,使用生物信息學(xué)方法,對(duì)此突變體進(jìn)行了快速的基因定位,并進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本論文中的基于全基因組測序的基因定位方法,實(shí)用且準(zhǔn)確,可運(yùn)用于其他物種研究。本研究結(jié)果闡述了CsSEP2在黃瓜發(fā)育過程中的重要性,豐富了單性花植物花發(fā)育理論。具體研究如下:(1)利用EMS誘變得到了一個(gè)黃瓜花和果實(shí)發(fā)育異常突變體,該突變體的萼片異常變大,心皮異常伸長且畸形,但是在整體的生長勢以及根、莖、葉等其他主要器官并無明顯變化。對(duì)F1和F2代群體進(jìn)行遺傳分析,發(fā)現(xiàn)該突變體由一個(gè)隱性單基因控制,是研究黃瓜花和果實(shí)發(fā)育的理想材料。(2)利用一個(gè)較小的F2分離群體,構(gòu)建了突變體和正常植株的混池,以及突變體的背景材料406的混池,對(duì)3個(gè)池進(jìn)行了全基因組測序。隨后,利用生物信息學(xué)的方法篩選得到了30個(gè)候選位點(diǎn),結(jié)合基因表達(dá)模式,從其中鎖定了Csa4G126990為候選基因,根據(jù)同源性搜索結(jié)果,該基因被命名為CsSEP2。(3)開發(fā)候選基因的dCAPS標(biāo)記,對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)位于候選基因上的SNP與突變表型共分離,確認(rèn)了定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨后,利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對(duì)CsSEP2基因進(jìn)行了基因結(jié)構(gòu)預(yù)測,發(fā)現(xiàn)了其5’端的MADS-box結(jié)構(gòu)域未被注釋。利用RT-PCR得到了CsSEP2的全長CDS,證實(shí)5端具有MADS-box結(jié)構(gòu)域,并發(fā)現(xiàn)了突變型CsSEP2的外顯子跳躍事件,其第6個(gè)外顯子丟失,編碼區(qū)縮短42bp,但是并未發(fā)生移碼突變。(4)將野生型和突變型CsSEP2構(gòu)建至pGBKT7載體,利用酵母系統(tǒng)驗(yàn)證其激活功能的變化,發(fā)現(xiàn)野生型CsSEP2具有轉(zhuǎn)錄激活活性,而突變型CsSEP2完全喪失轉(zhuǎn)錄激活活性,表明CsSEP2通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控參與黃瓜花和果實(shí)的發(fā)育。
【關(guān)鍵詞】：黃瓜 EMS突變體 全基因組重測序 基因定位 花發(fā)育
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S642.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 花發(fā)育研究進(jìn)展11-16
• 1.1.1 花發(fā)育的ABC模型11-13
• 1.1.2 花發(fā)育的ABCDE模型13-15
• 1.1.3 花發(fā)育的四因子模型15
• 1.1.4 黃瓜花發(fā)育研究進(jìn)展15-16
• 1.2 果實(shí)發(fā)育研究進(jìn)展16-17
• 1.2.1 MADS-box基因與果實(shí)發(fā)育17
• 1.2.2 黃瓜果實(shí)發(fā)育研究進(jìn)展17
• 1.3 全基因組測序與基因定位17-21
• 1.3.1 圖位克隆概述18
• 1.3.2 基于高通量測序的基因定位概述18-21
• 1.3.3 全基因組測序在黃瓜基因定位上的研究進(jìn)展21
• 1.4 本研究的目的及意義21-23
• 第二章 試驗(yàn)材料和方法23-34
• 2.1 試驗(yàn)材料23
• 2.1.1 植物材料23
• 2.1.2 試驗(yàn)菌株23
• 2.1.3 試劑耗材23
• 2.2 試驗(yàn)方法23-34
• 2.2.1 突變體獲取和分離群體構(gòu)建23-24
• 2.2.2 群體表型觀察和遺傳分析24
• 2.2.3 花器官切片觀察24
• 2.2.4 極端單株混池及DNA提取24-25
• 2.2.5 全基因組測序及數(shù)據(jù)質(zhì)控25
• 2.2.6 混池?cái)?shù)據(jù)比對(duì)及SNP檢測過濾25
• 2.2.7 基因定位25-26
• 2.2.8 dCAPS標(biāo)記開發(fā)與共分離檢測26-28
• 2.2.9 RNA-seq輔助基因結(jié)構(gòu)預(yù)測28
• 2.2.10 基因結(jié)構(gòu)驗(yàn)證28-29
• 2.2.11 激活活性檢驗(yàn)29-34
• 第三章 試驗(yàn)結(jié)果34-49
• 3.1 突變體表型觀察34-37
• 3.1.1 萼片形態(tài)34-36
• 3.1.2 花瓣和雄蕊形態(tài)36
• 3.1.3 心皮形態(tài)36
• 3.1.4 果實(shí)形態(tài)36-37
• 3.1.5 其他器官形態(tài)37
• 3.2 花器官發(fā)育的顯微觀察37-39
• 3.3 突變體群體遺傳分析39
• 3.4 全基因組測序及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制39-42
• 3.4.1 單堿基質(zhì)量40
• 3.4.2 reads平均質(zhì)量值40-41
• 3.4.3 單堿基核苷酸分布41
• 3.4.4 其他41-42
• 3.5 測序數(shù)據(jù)比對(duì)及SNP檢測過濾42-43
• 3.5.1 測序數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果42
• 3.5.2 SNP檢測和過濾結(jié)果42-43
• 3.6 基因定位及候選基因識(shí)別43-45
• 3.7 dCAPS標(biāo)記驗(yàn)證候選基因45-46
• 3.8 基因結(jié)構(gòu)預(yù)測與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證46-47
• 3.9 酵母激活活性驗(yàn)證47-49
• 第四章 討論49-53
• 4.1 EMS誘變49
• 4.2 BSA混池分析49-50
• 4.3 測序輔助的基因定位方法50
• 4.4 CsSEP2基因結(jié)構(gòu)與外顯子跳躍50-51
• 4.5 CsSEP2與黃瓜發(fā)育51-53
• 第五章 全文結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-65
• 附錄65-72
• 縮略詞72-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 Qian Zhou;Shenhao Wang;Bowen Hu;Huiming Chen;Zhonghua Zhang;Sanwen Huang;;An ACCUMULATION AND REPLICATION OF CHLOROPLASTS 5 gene mutation confers light green peel in cucumber[J];Journal of Integrative Plant Biology;2015年11期

2 ;Molecular cloning,identification,and chromosomal localization of two MADS box genes in peach (Prunus persica)[J];遺傳學(xué)報(bào);2008年06期

  本文關(guān)鍵詞：基于全基因組重測序的黃瓜花發(fā)育突變體的快速基因定位，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：276178