減數(shù)分裂重組交換(Crossover,CO)在配子體的發(fā)生和遺傳變異的產(chǎn)生上具有重要作用,是物種進(jìn)化的動力和遺傳改良的基礎(chǔ)。CO發(fā)生的模式在物種間和物種內(nèi)都有差異,而在性別之間也有差別。然而,在植物中,性別特異的CO發(fā)生模式至今還鮮有研究。隨著單細(xì)胞測序技術(shù)的發(fā)展,CO模式已經(jīng)可以在單個配子體中得到,這為在研究單細(xì)胞水平研究性別特異的CO模式提供了機(jī)會。本研究中,我們構(gòu)建了首個單細(xì)胞水平的植物雌性重組圖譜,并與相同背景下的雄性重組圖譜進(jìn)行了比較,分析了在CO頻率、分布和干涉上的性別差異。這項研究為理解不同性別中CO發(fā)生的分子機(jī)制提供了見解,并且說明父本選擇可以幫助提高育種效率。主要結(jié)果有:1.開發(fā)了一個分離玉米單胚囊反足細(xì)胞并用于基因組測序的方法。在約1.2倍的測序深度下,可以獲取約40%的基因組覆蓋度�；�106個單雌配子體中獲得的2,033,416個高質(zhì)量SNPs(Single Nucleotide Polymorphisms),高分辨度的雌性重組圖譜被構(gòu)建出來。相比于雄性(平均每個小孢子19.3次CO,總共962.5 c M),雌性減數(shù)分裂產(chǎn)生更少的CO(平均每個胚囊12.4次CO...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語表
1 前言
    1.1 單細(xì)胞全基因組測序技術(shù)的發(fā)展
        1.1.1 單細(xì)胞分離技術(shù)
        1.1.2 單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增技術(shù)
        1.1.3 單細(xì)胞全基因組測序的應(yīng)用
    1.2 減數(shù)分裂重組交換的研究進(jìn)展
        1.2.1 減數(shù)分裂重組過程
        1.2.2 重組交換的特性和數(shù)學(xué)模型
        1.2.3 重組交換模式的影響因素
        1.2.4 單細(xì)胞水平研究重組交換的相關(guān)技術(shù)
        1.2.5 基于單細(xì)胞基因組學(xué)方法的重組交換性別差異研究
2 材料與方法
    2.1 研究材料
    2.2 單胚囊反足細(xì)胞的分離
    2.3 單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增和測序
        2.3.1 單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增
        2.3.2 擴(kuò)增產(chǎn)物質(zhì)量檢測
        2.3.3 文庫的構(gòu)建和測序
    2.4 測序數(shù)據(jù)分析
        2.4.1 測序讀段的比對和SNP的獲取
        2.4.2 高質(zhì)量SNP的篩選
    2.5 短片段雙交換的重測序驗證
    2.6 CO模擬
        2.6.1 基于BF模型的CO模擬
        2.6.2 基于gamma模型的CO模擬
3 結(jié)果與分析
    3.1 單雌配子體全基因組測序
        3.1.1 單胚囊反足細(xì)胞分離和擴(kuò)增
        3.1.2 雌雄配子體SNP的獲取
    3.2 雌雄CO的鑒定和影響因素分析
        3.2.1 bin map的構(gòu)建
        3.2.2 CO數(shù)量和SC長度及供體單株的關(guān)系
        3.2.3 CO數(shù)量在雌雄配子體間的差異
    3.3 雌雄重組圖譜的構(gòu)建和差異分析
    3.4 雌雄CO模擬分析
        3.4.1 BF模型的基本原理
        3.4.2 雌雄CO模式的模擬
        3.4.3 模擬參數(shù)和結(jié)果的驗證
        3.4.4 不同遺傳背景下的CO模擬
        3.4.5 CMI的發(fā)現(xiàn)和驗證
        3.4.6 不同類型CO數(shù)量的性別差異和驗證
4 討論
    4.1 單配子體全基因組測序和減數(shù)分裂數(shù)學(xué)模型的結(jié)合加深了對重組交換性別差異的理解
    4.2 玉米是研究 CMI 發(fā)生機(jī)制的理想材料
    4.3 減數(shù)分裂性別差異的分子機(jī)制
5 參考文獻(xiàn)
附錄A PCR引物
附錄B PCR反應(yīng)體系
附錄C 單配子體測序數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)計結(jié)果
附錄D 雌雄配子體(Zheng58 x SK背景)小片段雙交換的Sanger測序驗證
附錄E 雌雄配子體(Zheng58 x SK背景)的CO數(shù)量
附錄F 雌雄配子體(Zheng58 x SK背景)CO熱區(qū)統(tǒng)計
附錄G 不同群體在BF模型中的最佳擬合參數(shù)
附錄H 作者簡歷、在讀期間與課題有關(guān)的研究成果,包括發(fā)表的論文、出版專著、參加國際會議及論文等
致謝



本文編號：4010554