【摘要】：單倍型是指單條染色體上具有統(tǒng)計學關聯(lián)性的一類變異位點的組合,每一條染色體都有自己獨特的單倍型,在減數(shù)分裂過程中,同源染色體非姐妹染色單體之間的重組可以產(chǎn)生新的單倍型,促進遺傳信息的廣泛重組,為基因組進化提供動力。單倍型分析技術作為一種常用的數(shù)據(jù)分析方法,是尋找單染色體上雜合SNP變異位點的有效方法,對挖掘致病基因,尋找疾病治療新方法有重要作用。普通小麥(Triticum aestivum L.,2n=6X=42,AABBDD)是由AA、BB和DD三個染色體組構成的異源六倍體,是種植最廣泛的糧食作物之一。7DL染色體大小約為340 Mb,含有諸多與植物生長發(fā)育有關的基因。單染色體單倍型分析技術能夠對同源染色體序列進行比較分析,為個體親緣關系追蹤、等位基因差異分析和遺傳重組熱點分析等提供重要信息。目前有效的植物單染色體單倍型分析技術還沒有報道。本研究的目的是以小麥7DL同源染色體為材料,探索構建植物單染色體單倍型的技術體系。本研究以普通小麥7DL雙端體附加系為材料,用成熟的單染色體顯微分離技術成功地將同一分裂相中分散較好的兩條7DL同源染色體分離出來,分別用MDA和MALBAC技術對其進行基因組擴增。通過對擴增產(chǎn)物進行濃度檢測、片段大小檢測和FISH熒光信號檢測,發(fā)現(xiàn)MDA法擴增產(chǎn)物濃度高達2,000 ng/μL,片段大小約為15 Kb,在每條染色體上熒光信號均勻分布,無明顯擴增偏向性。然而,MALBAC擴增產(chǎn)物濃度僅為600 ng/μL,片段大小為200-5,000 bp,在所有染色體上也都有熒光信號分布,但是在其端部都沒有熒光信號,具有明顯的擴增偏向性。因此,MDA擴增產(chǎn)物明顯優(yōu)于MALBAC擴增產(chǎn)物,我們用MDA擴增產(chǎn)物進行后續(xù)實驗。為了驗證MDA擴增產(chǎn)物是否含有微生物及細胞質(zhì)基因組和小麥其他染色體污染,我們選取大腸桿菌復制起始蛋白DnaN、DnaA和葉綠體基因Psb C、PsbD,以及5AL,7BS,5BL,4DS和7AL等小麥其他染色體上的基因對MDA擴增產(chǎn)物進行PCR檢測,發(fā)現(xiàn)MDA擴增產(chǎn)物含有少量微生物及葉綠體基因組污染,但不含小麥其他染色體污染。為了進一步驗證MDA擴增產(chǎn)物的完整性,我們選用了22個7DL SSR分子標記、10個7DL基因進行PCR檢測,發(fā)現(xiàn)能擴增出大部分的分子標記和基因,表明MDA擴增產(chǎn)物完整性較好且包含7DL上的一些基因,可用于后續(xù)實驗。最后對不同種子(不同世代)的7DL同源染色體1-1,1-2,5-1和5-2進行660K SNP芯片檢測并建立了7DL同源染色體的SNP基因型物理圖譜,發(fā)現(xiàn)同源染色體1-1與1-2相同的SNP位點占1-1總位點數(shù)的50%,占1-2總位點數(shù)的42%;5-1與5-2相同的SNP位點數(shù)約占其各自總位點數(shù)的57%。然后對1-1,1-2,5-1和5-2 SNP差異位點分析發(fā)現(xiàn),5-1和5-2與1-1相同的SNP位點分別約占各自總SNP位點數(shù)的30%,與1-2相同的SNP位點數(shù)分別約占各自總SNP位點數(shù)的37%,剩余的大約50%是5-1和5-2自身特異的基因型。說明同源染色體間存在差異,而且不同株系的不同后代同源染色體間差異較大。本研究初步建立了7DL同源染色體單倍型分析技術體系,對尋找同源染色體間差異,分析基因重組、染色體進化及雜種優(yōu)勢,挖掘優(yōu)異等位基因等方面有重要價值,同時也為建立一套植物通用的單染色體單倍型分析技術體系奠定了基礎。
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S512.1
【圖文】：

普通小麥 7DL 同源染色體單倍型構建技術體系的建立更好更完整的單倍型信息[64]。2017 年，Bansal 等在 HapCUT 基礎上2 單倍型組裝技術。HapCUT2 能對各種不同類型的數(shù)據(jù)進行組裝，與降低了組裝的錯誤率，提高了序列組裝的精確性，是目前單倍型組術[65]。

圖 1-2 本研究技術路線圖Fig. 1-2 Technology roadmap of this research注：圖中紅色箭頭表示未做。Note: The red arrows in the graph indicate that they have not been done.

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本文編號：2731746