小麥抗麥紅吸漿蟲(chóng)性狀的轉(zhuǎn)錄組分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-10 08:23
麥紅吸漿蟲(chóng)(Sitodiplosis mosellana Géhin)是嚴(yán)重威脅小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的重要蟲(chóng)害,選擇和利用抗蟲(chóng)性小麥品種是防治吸漿蟲(chóng)為害最為有效的方法,但由于麥紅吸漿蟲(chóng)侵染的隱蔽性和小麥抗蟲(chóng)機(jī)制的復(fù)雜性,導(dǎo)致傳統(tǒng)的抗蟲(chóng)育種方法不能快速有效地培育出抗蟲(chóng)品種,這使得基于分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)和遺傳轉(zhuǎn)化手段培育抗蟲(chóng)品種的分子育種途徑成為重要選擇。本課題組前期已在4A染色體長(zhǎng)臂上定位到一個(gè)主效抗蟲(chóng)QTL區(qū)段,經(jīng)多年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定,且用于連鎖分析的群體親本6218和冀麥24表型穩(wěn)定。本研究基于前期定位結(jié)果,以高抗麥紅吸漿蟲(chóng)品種冀麥24和高感品系6218以及重組近交系(Recombinant inbred lines,RILs)和近等基因系(Near-isogenic line,NIL)為材料,利用混池轉(zhuǎn)錄組測(cè)序并通過(guò)一系列生物信息學(xué)分析方法找到與抗蟲(chóng)性相關(guān)的染色體區(qū)間,挖掘抗蟲(chóng)相關(guān)差異基因,并根據(jù)基因序列多態(tài)性位點(diǎn)開(kāi)發(fā)抗蟲(chóng)相關(guān)標(biāo)記,對(duì)小麥抗吸漿蟲(chóng)分子育種的開(kāi)展具有重要意義。主要研究結(jié)果如下:1.通過(guò)對(duì)22個(gè)抗/感小麥樣本的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,利用差異表達(dá)分析法挖掘到7個(gè)存在SNP...
【文章來(lái)源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
解剖鏡下從蟲(chóng)卵到幼蟲(chóng)的發(fā)育過(guò)程
圖 4 兩個(gè)混池△SNP-index 在每條染色體上的分布圖Figure 4 Distribution of all SNPs on 21 chromosomes based on △SNP-index value注:藍(lán)色的點(diǎn)表示兩個(gè)子代過(guò)濾后得到的 SNP 位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的△SNP-index 值,黑色線、紫色線和藍(lán)色線分別表示以滑動(dòng)窗口方式計(jì)算的對(duì)應(yīng)窗口下△SNP-index的平均值、95%置信水平閾值和99%置信水平閾值。窗口大小為5Mb,50Kb 滑動(dòng)Note: The blue points are ΔSNP-index value of high-confidence SNPs. Black line, purple line, and blue line represent theaverage value ofΔSNP-index under the corresponding window calculated by the sliding window method, the 95%confidence level threshold, and the 99% confidence level threshold, respectively. The window size is 5Mb and slides at asize of 50Kb在 99%的置信度條件下,在 2D 短臂(2DS)、3A 長(zhǎng)臂(3AL)和 4A 長(zhǎng)臂(4AL)上定位到 3 個(gè) SNP 密集區(qū)間,區(qū)間大小分別為 6.5Mb、8Mb、15Mb。在這 3 個(gè)候選區(qū)間內(nèi)共存在 373 個(gè)高質(zhì)量的 SNP 位點(diǎn)(表 3)。表 3 BSR-Seq 定位候選區(qū)間
圖 3 基于 RNA-seq 的基因表達(dá)模式熱圖 (以 log2Fold(抗蟲(chóng)樣本/感蟲(chóng)樣本)表示)Figure 3 Heat map showing RNA-seq based gene expression patterns (shown in terms of log2Fold (Resistant- /Susceptible- samples))注:每一行表示通過(guò)差異表達(dá)分析、BSR-Seq 分析及功能注釋分析找到的差異表達(dá)基因(或基因);每一列表示比較組合,其中 RP/SP、RB/SB、RL/SL、RL-B/SL-B、RL-U/SL-U 和 RL-P/SL-P 分別代表抗蟲(chóng)親本 vs 感蟲(chóng)親本、抗蟲(chóng)混池 vs 感蟲(chóng)混池、抗蟲(chóng)株系均值 vs 感蟲(chóng)株系均值、抗蟲(chóng)株系侵染前均值 vs 感蟲(chóng)株系侵染前均值、抗蟲(chóng)株系未侵染均值 vs 感蟲(chóng)株系未侵染均值和抗蟲(chóng)株系侵染后均值 vs 感蟲(chóng)株系侵染后均值。紅框和綠框分別代表在相應(yīng)抗蟲(chóng)樣本中上調(diào)或下調(diào)表達(dá)的差異表達(dá)基因(或基因)。顏色飽和度反映每個(gè)差異基因(基因) log2(表達(dá)差異倍數(shù)數(shù)值的大小Note: Rows represent DEGs (or genes) revealed via differentially expression analysis, BSR-seq analysis and genefunctional annotation; columns represent contrasting groups, of which ‘RP/SP’, ‘RB/SB’, ‘RL/SL’, ‘RL-B/SL-B’,‘RL-U/SL-U’ and ‘RL-P/SL-P’ represent the groups of ‘Resistant- vs Susceptible- parent’, ‘Resistant- vs Susceptible-bulk’, ‘Average value for nine resistant- vs nine susceptible- RIL samples’, ‘Average value for three before-infectedresistant- vs three before-infected susceptible- RILs’, ‘Average value for three un-infected resistant- vs three un-infectesusceptible- RILs’, and ‘Average value for three post-infected resistant- vs three post-infected susceptible- RILs’,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小麥中基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序SNP的dCAPS標(biāo)記的高通量開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證[J]. 李磊,貢豪,顧世梁,李韜. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2018(04)
[2]基于簡(jiǎn)化基因組的花生InDel標(biāo)記開(kāi)發(fā)和功能解析[J]. 王娟,劉宇,李春娟,閆彩霞,趙小波,單世華. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能標(biāo)記的開(kāi)發(fā)和利用[J]. 王軍,趙婕宇,許揚(yáng),范方軍,朱金燕,李文奇,王芳權(quán),費(fèi)云燕,仲維功,楊杰. 作物學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]四引物擴(kuò)增受阻突變體系PCR法檢測(cè)慢性丙型病毒性肝炎患者白細(xì)胞介素-28B基因rs8099917位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性[J]. 魏君鋒,曾艷麗,靳秀,肖二輝,毛重山,丁崗強(qiáng),康誼,尚佳. 中華實(shí)用診斷與治療雜志. 2018(03)
[5]利用BSR-Seq定位小麥品種鄭麥103抗條銹病基因YrZM103[J]. 張懷志,謝菁忠,陳永興,劉旭,王勇,閆素紅,楊兆生,趙虹,王西成,賈聯(lián)合,曹廷杰,劉志勇. 作物學(xué)報(bào). 2017(11)
[6]小麥品種冀麥24抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL分析[J]. 郝燕冉,溫樹(shù)敏,王睿輝,安雪嬌,劉桂茹. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]2015年全國(guó)小麥病蟲(chóng)害發(fā)生新特點(diǎn)與防治新思路[J]. 趙中華,王強(qiáng),朱曉明. 中國(guó)植保導(dǎo)刊. 2016(08)
[8]植物抗蟲(chóng)基因工程的研究進(jìn)展[J]. 劉一杰,薛永常. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(06)
[9]功能性分子標(biāo)記在小麥育種中的應(yīng)用[J]. 劉國(guó)圣,張大樂(lè). 生物技術(shù)通報(bào). 2016(11)
[10]基于四引物擴(kuò)增受阻突變體系PCR快速鑒定水稻S5基因的秈粳屬性[J]. 田孟祥,張時(shí)龍,余本勛,何友勛,吳瑞,田井平,葉永印. 作物雜志. 2015(06)
博士論文
[1]基于BSR-Seq和芯片技術(shù)的抗條銹基因Yr26候選基因分析及普通小麥成株期抗條銹QTL定位[D]. 吳建輝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]5份小麥農(nóng)家品種的抗白粉病基因分析及定位[D]. 徐曉丹.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]小麥抗條銹病基因Yr41的精細(xì)定位和兩個(gè)條銹菌誘導(dǎo)表達(dá)基因的功能研究[D]. 張紫晉.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]小麥燕大1817×北農(nóng)6號(hào)RIL群體農(nóng)藝性狀QTL定位和BSR-Seq分析[D]. 周升輝.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]小麥種質(zhì)資源抗吸漿蟲(chóng)鑒定及分子標(biāo)記篩選[D]. 張哲.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于RNA-Seq的小麥產(chǎn)量性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析[D]. 李洪娜.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]小麥抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL定位[D]. 安雪嬌.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]北方冬麥區(qū)137份小麥品種麥紅吸漿蟲(chóng)抗性篩選及關(guān)聯(lián)分析[D]. 金柳艷.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[5]BSR-Seq方法定位玉米黃化突變基因[D]. 李玉榮.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[6]小麥抗麥紅吸漿蟲(chóng)SSR標(biāo)記驗(yàn)證及與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)分析[D]. 張麗華.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[7]小麥品種河農(nóng)215抗麥紅吸漿蟲(chóng)基因QTL定位及資源鑒定[D]. 劉志連.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[8]小麥品種冀麥24抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL定位[D]. 王琳琳.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3428009
【文章來(lái)源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
解剖鏡下從蟲(chóng)卵到幼蟲(chóng)的發(fā)育過(guò)程
圖 4 兩個(gè)混池△SNP-index 在每條染色體上的分布圖Figure 4 Distribution of all SNPs on 21 chromosomes based on △SNP-index value注:藍(lán)色的點(diǎn)表示兩個(gè)子代過(guò)濾后得到的 SNP 位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的△SNP-index 值,黑色線、紫色線和藍(lán)色線分別表示以滑動(dòng)窗口方式計(jì)算的對(duì)應(yīng)窗口下△SNP-index的平均值、95%置信水平閾值和99%置信水平閾值。窗口大小為5Mb,50Kb 滑動(dòng)Note: The blue points are ΔSNP-index value of high-confidence SNPs. Black line, purple line, and blue line represent theaverage value ofΔSNP-index under the corresponding window calculated by the sliding window method, the 95%confidence level threshold, and the 99% confidence level threshold, respectively. The window size is 5Mb and slides at asize of 50Kb在 99%的置信度條件下,在 2D 短臂(2DS)、3A 長(zhǎng)臂(3AL)和 4A 長(zhǎng)臂(4AL)上定位到 3 個(gè) SNP 密集區(qū)間,區(qū)間大小分別為 6.5Mb、8Mb、15Mb。在這 3 個(gè)候選區(qū)間內(nèi)共存在 373 個(gè)高質(zhì)量的 SNP 位點(diǎn)(表 3)。表 3 BSR-Seq 定位候選區(qū)間
圖 3 基于 RNA-seq 的基因表達(dá)模式熱圖 (以 log2Fold(抗蟲(chóng)樣本/感蟲(chóng)樣本)表示)Figure 3 Heat map showing RNA-seq based gene expression patterns (shown in terms of log2Fold (Resistant- /Susceptible- samples))注:每一行表示通過(guò)差異表達(dá)分析、BSR-Seq 分析及功能注釋分析找到的差異表達(dá)基因(或基因);每一列表示比較組合,其中 RP/SP、RB/SB、RL/SL、RL-B/SL-B、RL-U/SL-U 和 RL-P/SL-P 分別代表抗蟲(chóng)親本 vs 感蟲(chóng)親本、抗蟲(chóng)混池 vs 感蟲(chóng)混池、抗蟲(chóng)株系均值 vs 感蟲(chóng)株系均值、抗蟲(chóng)株系侵染前均值 vs 感蟲(chóng)株系侵染前均值、抗蟲(chóng)株系未侵染均值 vs 感蟲(chóng)株系未侵染均值和抗蟲(chóng)株系侵染后均值 vs 感蟲(chóng)株系侵染后均值。紅框和綠框分別代表在相應(yīng)抗蟲(chóng)樣本中上調(diào)或下調(diào)表達(dá)的差異表達(dá)基因(或基因)。顏色飽和度反映每個(gè)差異基因(基因) log2(表達(dá)差異倍數(shù)數(shù)值的大小Note: Rows represent DEGs (or genes) revealed via differentially expression analysis, BSR-seq analysis and genefunctional annotation; columns represent contrasting groups, of which ‘RP/SP’, ‘RB/SB’, ‘RL/SL’, ‘RL-B/SL-B’,‘RL-U/SL-U’ and ‘RL-P/SL-P’ represent the groups of ‘Resistant- vs Susceptible- parent’, ‘Resistant- vs Susceptible-bulk’, ‘Average value for nine resistant- vs nine susceptible- RIL samples’, ‘Average value for three before-infectedresistant- vs three before-infected susceptible- RILs’, ‘Average value for three un-infected resistant- vs three un-infectesusceptible- RILs’, and ‘Average value for three post-infected resistant- vs three post-infected susceptible- RILs’,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小麥中基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序SNP的dCAPS標(biāo)記的高通量開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證[J]. 李磊,貢豪,顧世梁,李韜. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2018(04)
[2]基于簡(jiǎn)化基因組的花生InDel標(biāo)記開(kāi)發(fā)和功能解析[J]. 王娟,劉宇,李春娟,閆彩霞,趙小波,單世華. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能標(biāo)記的開(kāi)發(fā)和利用[J]. 王軍,趙婕宇,許揚(yáng),范方軍,朱金燕,李文奇,王芳權(quán),費(fèi)云燕,仲維功,楊杰. 作物學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]四引物擴(kuò)增受阻突變體系PCR法檢測(cè)慢性丙型病毒性肝炎患者白細(xì)胞介素-28B基因rs8099917位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性[J]. 魏君鋒,曾艷麗,靳秀,肖二輝,毛重山,丁崗強(qiáng),康誼,尚佳. 中華實(shí)用診斷與治療雜志. 2018(03)
[5]利用BSR-Seq定位小麥品種鄭麥103抗條銹病基因YrZM103[J]. 張懷志,謝菁忠,陳永興,劉旭,王勇,閆素紅,楊兆生,趙虹,王西成,賈聯(lián)合,曹廷杰,劉志勇. 作物學(xué)報(bào). 2017(11)
[6]小麥品種冀麥24抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL分析[J]. 郝燕冉,溫樹(shù)敏,王睿輝,安雪嬌,劉桂茹. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]2015年全國(guó)小麥病蟲(chóng)害發(fā)生新特點(diǎn)與防治新思路[J]. 趙中華,王強(qiáng),朱曉明. 中國(guó)植保導(dǎo)刊. 2016(08)
[8]植物抗蟲(chóng)基因工程的研究進(jìn)展[J]. 劉一杰,薛永常. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(06)
[9]功能性分子標(biāo)記在小麥育種中的應(yīng)用[J]. 劉國(guó)圣,張大樂(lè). 生物技術(shù)通報(bào). 2016(11)
[10]基于四引物擴(kuò)增受阻突變體系PCR快速鑒定水稻S5基因的秈粳屬性[J]. 田孟祥,張時(shí)龍,余本勛,何友勛,吳瑞,田井平,葉永印. 作物雜志. 2015(06)
博士論文
[1]基于BSR-Seq和芯片技術(shù)的抗條銹基因Yr26候選基因分析及普通小麥成株期抗條銹QTL定位[D]. 吳建輝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]5份小麥農(nóng)家品種的抗白粉病基因分析及定位[D]. 徐曉丹.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]小麥抗條銹病基因Yr41的精細(xì)定位和兩個(gè)條銹菌誘導(dǎo)表達(dá)基因的功能研究[D]. 張紫晉.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]小麥燕大1817×北農(nóng)6號(hào)RIL群體農(nóng)藝性狀QTL定位和BSR-Seq分析[D]. 周升輝.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]小麥種質(zhì)資源抗吸漿蟲(chóng)鑒定及分子標(biāo)記篩選[D]. 張哲.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于RNA-Seq的小麥產(chǎn)量性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析[D]. 李洪娜.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]小麥抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL定位[D]. 安雪嬌.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]北方冬麥區(qū)137份小麥品種麥紅吸漿蟲(chóng)抗性篩選及關(guān)聯(lián)分析[D]. 金柳艷.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[5]BSR-Seq方法定位玉米黃化突變基因[D]. 李玉榮.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[6]小麥抗麥紅吸漿蟲(chóng)SSR標(biāo)記驗(yàn)證及與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)分析[D]. 張麗華.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[7]小麥品種河農(nóng)215抗麥紅吸漿蟲(chóng)基因QTL定位及資源鑒定[D]. 劉志連.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[8]小麥品種冀麥24抗麥紅吸漿蟲(chóng)QTL定位[D]. 王琳琳.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3428009
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