天門冬科洛林亞科系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究
發(fā)布時間:2021-07-09 09:25
洛林亞科(Nolinoideae)隸屬于天門冬目(Asparagales)天門冬科(Asparagaceae),包含七個主要類群,即黃精族、鈴蘭族、沿階草族、原洛林科、原假葉樹科、原龍血樹科和原楊莎草科。該亞科是一個以分子系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果所界定的類群,其中的物種形態(tài)性狀分化嚴(yán)重,同時存在從草本到高大灌木等形態(tài)各異的類群,廣泛分布于世界各地。目前洛林亞科內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育研究主要基于葉綠體基因片段和核基因片段,亞科內(nèi)部各個分支的系統(tǒng)框架一直沒有解決。本研究通過系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué),選取洛林亞科內(nèi)七個族中15個具有代表性的物種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,重建洛林亞科系統(tǒng)發(fā)育框架,并收集各物種對應(yīng)的形態(tài)性狀基于全新的系統(tǒng)發(fā)育框架進(jìn)行祖先狀態(tài)重建,探究形態(tài)特征演化歷程對洛林亞科內(nèi)復(fù)雜的系統(tǒng)關(guān)系的意義。主要研究結(jié)果如下:1、利用二代測序技術(shù),對洛林亞科七個族15個代表樣品,基于Illumina Hiseq2000平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,考慮到洛林亞科中多個類群具有重要的藥用和觀賞價值,因此對各組轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行全面詳細(xì)的功能注釋。其中NR注釋結(jié)果檢驗了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集的質(zhì)量的穩(wěn)定性。此外本研究中同樣囊括了GO注釋、KEGG注釋等常...
【文章來源】:吉首大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
洛林亞科各類群代表形態(tài):A、黃精屬(草本);B、鹿藥屬(草本);C、鈴蘭屬(草本);D、蜘蛛抱蛋屬(草本);E、山麥冬屬(草本);F、夏須草屬(草本);G、虎尾蘭屬(草本);H、龍血樹屬(木本);I、酒瓶蘭屬(木本);J、假葉樹屬(灌木);
第1章前言第5頁圖1.2基于matK、rbcL、atpB和ndhF基因片段的洛林亞科分子系統(tǒng)樹(Chenetal.,2013)[12]Figure1.2MolecularphylogenetictreeoftheNolinoideaebasedonmatK、rbcL、atpB、ndhF1.2.1黃精族黃精族(PolygonateaeBenth.&Hook.f.)原屬于鈴蘭科,包含四個屬:黃精屬(PolygonatumMill.)、異黃精屬(HeteropolygonatumM.N.Tamura&Ogisu)、竹根七屬(DisporopsisHance)、鹿藥屬(MaianthemumF.H.Wigg.),全族約100種[7]。傳統(tǒng)上,黃精族歸置于百合科,后來根據(jù)單軸或合軸的根狀莖的同源性狀與蜘蛛抱蛋族、鈴蘭族、沿階草族合并為鈴蘭科,而分子系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果將鈴蘭科擴(kuò)展為現(xiàn)在的洛林亞科,但黃精族的系統(tǒng)位置仍未很好的解決[1,13]。早期的分子系統(tǒng)發(fā)育研究缺乏足夠的分辨率,主要是因為缺乏足夠的分子數(shù)據(jù)和取樣范圍,近期的研究同樣未
第2章洛林亞科的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析第16頁中,選擇denovo的策略,利用Trinity軟件[73]分別對15組轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行組裝。Trinity的組裝策略共計三個步驟:(1)Inchworm:將經(jīng)過質(zhì)量控制的reads隨機(jī)打斷為25bp的K-mer作為初始的K-mer數(shù)據(jù)集,并對該數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選以過濾掉質(zhì)量較低的K-mer,最終按照overlap的原理(相鄰的K-mer需要有k-1個堿基重合)初次組裝數(shù)據(jù)集中的K-mer,向兩端延長,并且單個k-mer僅參與一次組裝,直到?jīng)]有合適的k-mer進(jìn)入組裝程序即為一個contig組裝完成,并不斷重復(fù)該步驟,形成contig數(shù)據(jù)集;(2)Chrysalis:利用之前生成的contig數(shù)據(jù)集再次按照overlap原理進(jìn)行聚類,并將聚類結(jié)果相互之間構(gòu)建成deBruijn圖,再將reads重新比對到deBruijn圖上,從而為圖中的各個節(jié)點之間添加權(quán)重;(3)Butterfly:根據(jù)deBruijn圖中節(jié)點間的權(quán)重進(jìn)行簡化與篩選,較少節(jié)點間的分叉。每一個deBruijn圖都是一個gene的一個表達(dá)模式(即每個gene都存在多個可變剪切),最終得到轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集。圖2.1轉(zhuǎn)錄組denovo組裝策略示意圖Figure2.1Schematicdiagramoftranscriptomedenovoassemblyscheme15個物種的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)通過Trinity的組裝,將數(shù)以千萬計的原始reads數(shù)據(jù)組裝得到了轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)(Transcript),然而轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)中由于多拷貝基因的存在和
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鹿藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 崔譽(yù)文,劉銀環(huán),熱薩萊提·圖爾孫,毛昭琦,宋小妹. 中國藥房. 2018(20)
[2]中國舞鶴草屬新記錄種[J]. 薛淵元,陳卓,于俊林,趙宏. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報. 2016(05)
[3]天門冬科黃精族細(xì)胞學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王家堅,聶澤龍,孟盈. 西北植物學(xué)報. 2016(04)
[4]北方室內(nèi)酒瓶蘭盆栽技術(shù)[J]. 修鳳英. 中國園藝文摘. 2015(12)
[5]靖西珍稀藥用植物劍葉龍血樹(Dracaena cochinchinensis)生態(tài)解剖研究[J]. 周瓊,黎樺,謝義林,李剛. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]鳳凰蜘蛛抱蛋(鈴蘭科)的補(bǔ)充描述及核型[J]. 鄧濤,張代貴,陳功錫,朱桂玉,賀海生. 廣西植物. 2010(02)
博士論文
[1]基于系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析解決困難進(jìn)化問題的策略研究[D]. 陳夢云.中山大學(xué) 2017
[2]云杉屬網(wǎng)狀物種多樣化的研究[D]. 封爍.蘭州大學(xué) 2016
碩士論文
[1]劍葉龍血樹的化學(xué)成分及其生物活性研究[D]. 王芳芳.云南民族大學(xué) 2015
本文編號:3273485
【文章來源】:吉首大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
洛林亞科各類群代表形態(tài):A、黃精屬(草本);B、鹿藥屬(草本);C、鈴蘭屬(草本);D、蜘蛛抱蛋屬(草本);E、山麥冬屬(草本);F、夏須草屬(草本);G、虎尾蘭屬(草本);H、龍血樹屬(木本);I、酒瓶蘭屬(木本);J、假葉樹屬(灌木);
第1章前言第5頁圖1.2基于matK、rbcL、atpB和ndhF基因片段的洛林亞科分子系統(tǒng)樹(Chenetal.,2013)[12]Figure1.2MolecularphylogenetictreeoftheNolinoideaebasedonmatK、rbcL、atpB、ndhF1.2.1黃精族黃精族(PolygonateaeBenth.&Hook.f.)原屬于鈴蘭科,包含四個屬:黃精屬(PolygonatumMill.)、異黃精屬(HeteropolygonatumM.N.Tamura&Ogisu)、竹根七屬(DisporopsisHance)、鹿藥屬(MaianthemumF.H.Wigg.),全族約100種[7]。傳統(tǒng)上,黃精族歸置于百合科,后來根據(jù)單軸或合軸的根狀莖的同源性狀與蜘蛛抱蛋族、鈴蘭族、沿階草族合并為鈴蘭科,而分子系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果將鈴蘭科擴(kuò)展為現(xiàn)在的洛林亞科,但黃精族的系統(tǒng)位置仍未很好的解決[1,13]。早期的分子系統(tǒng)發(fā)育研究缺乏足夠的分辨率,主要是因為缺乏足夠的分子數(shù)據(jù)和取樣范圍,近期的研究同樣未
第2章洛林亞科的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析第16頁中,選擇denovo的策略,利用Trinity軟件[73]分別對15組轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行組裝。Trinity的組裝策略共計三個步驟:(1)Inchworm:將經(jīng)過質(zhì)量控制的reads隨機(jī)打斷為25bp的K-mer作為初始的K-mer數(shù)據(jù)集,并對該數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選以過濾掉質(zhì)量較低的K-mer,最終按照overlap的原理(相鄰的K-mer需要有k-1個堿基重合)初次組裝數(shù)據(jù)集中的K-mer,向兩端延長,并且單個k-mer僅參與一次組裝,直到?jīng)]有合適的k-mer進(jìn)入組裝程序即為一個contig組裝完成,并不斷重復(fù)該步驟,形成contig數(shù)據(jù)集;(2)Chrysalis:利用之前生成的contig數(shù)據(jù)集再次按照overlap原理進(jìn)行聚類,并將聚類結(jié)果相互之間構(gòu)建成deBruijn圖,再將reads重新比對到deBruijn圖上,從而為圖中的各個節(jié)點之間添加權(quán)重;(3)Butterfly:根據(jù)deBruijn圖中節(jié)點間的權(quán)重進(jìn)行簡化與篩選,較少節(jié)點間的分叉。每一個deBruijn圖都是一個gene的一個表達(dá)模式(即每個gene都存在多個可變剪切),最終得到轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集。圖2.1轉(zhuǎn)錄組denovo組裝策略示意圖Figure2.1Schematicdiagramoftranscriptomedenovoassemblyscheme15個物種的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)通過Trinity的組裝,將數(shù)以千萬計的原始reads數(shù)據(jù)組裝得到了轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)(Transcript),然而轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)中由于多拷貝基因的存在和
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鹿藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 崔譽(yù)文,劉銀環(huán),熱薩萊提·圖爾孫,毛昭琦,宋小妹. 中國藥房. 2018(20)
[2]中國舞鶴草屬新記錄種[J]. 薛淵元,陳卓,于俊林,趙宏. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報. 2016(05)
[3]天門冬科黃精族細(xì)胞學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王家堅,聶澤龍,孟盈. 西北植物學(xué)報. 2016(04)
[4]北方室內(nèi)酒瓶蘭盆栽技術(shù)[J]. 修鳳英. 中國園藝文摘. 2015(12)
[5]靖西珍稀藥用植物劍葉龍血樹(Dracaena cochinchinensis)生態(tài)解剖研究[J]. 周瓊,黎樺,謝義林,李剛. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]鳳凰蜘蛛抱蛋(鈴蘭科)的補(bǔ)充描述及核型[J]. 鄧濤,張代貴,陳功錫,朱桂玉,賀海生. 廣西植物. 2010(02)
博士論文
[1]基于系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析解決困難進(jìn)化問題的策略研究[D]. 陳夢云.中山大學(xué) 2017
[2]云杉屬網(wǎng)狀物種多樣化的研究[D]. 封爍.蘭州大學(xué) 2016
碩士論文
[1]劍葉龍血樹的化學(xué)成分及其生物活性研究[D]. 王芳芳.云南民族大學(xué) 2015
本文編號:3273485
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