本文關(guān)鍵詞：薏苡屬基因組重復(fù)序列分析

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【摘要】：薏苡屬(Coix)是玉蜀黍族(Maydea)中一個起源于亞洲的種屬,研究表明它是摩擦禾屬(Tripsacum)之后距離玉米最近的一個屬。薏苡屬中存在9-11個物種,并且包含多種倍性材料,例如二倍體(2n=10)、四倍體(2n=20)和六倍體(2n=30)等。但迄今為止,對于薏苡屬的基因組研究非常有限。本研究利用第二代測序技術(shù)對北京薏苡(Coix lacryma-jobi L.,2n=10)和水生薏苡(Coix aquatica Roxb.,2n=30)進(jìn)行了基因組DNA低覆蓋度隨機(jī)測序,利用這些測序數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩物種的重復(fù)序列分析、基因組結(jié)構(gòu)分析、核型分析和倍性分析,并且結(jié)合玉米屬與高粱屬已有的測序數(shù)據(jù)分析了三個屬的進(jìn)化關(guān)系,研究的主要結(jié)果如下： 1.利用流式細(xì)胞儀對北京薏苡和水生薏苡的基因組大小進(jìn)行估算,北京薏苡基因組大小約為1684Mb,水生薏苡基因組大小約為2335Mb。 2.對北京薏苡和水生薏苡進(jìn)行了基因組測序,分別得到了6Gb和12Gb的測序數(shù)據(jù),并通過基于圖形聚類的方法進(jìn)行重復(fù)序列分并進(jìn)行注釋。結(jié)果顯示北京薏苡基因組約76%序列為重復(fù)序列,水生薏苡基因組約73%序列為重復(fù)序列。其中,含量最大的重復(fù)序列類型是LTR還原轉(zhuǎn)座子,這類重復(fù)序列在北京薏苡中占69%的基因組,在水生薏苡中占64%。 3.基因組重復(fù)序列比較分析結(jié)果表明,北京薏苡和水生薏苡基因組中共享了大部分的LTR還原轉(zhuǎn)座子且它們正在經(jīng)歷著刪除或者積累；同時,薏苡屬中的串聯(lián)重復(fù)序列(Tandem Repeat)也正在快速變化。 4.利用分析得到的串聯(lián)重復(fù)序列,我們進(jìn)行了北京薏苡和水生薏苡體細(xì)胞中期染色體核型分析。結(jié)果顯示北京薏苡可能是二倍體而水生薏苡可能是三倍體。為了驗(yàn)證上述推論,我們觀察了水生薏苡的花粉育性,花粉育性檢測和減數(shù)分裂中期Ⅰ的染色體配對試驗(yàn)驗(yàn)證了上述推論。 5.從核型分析中可以得知水生薏苡中10條和北京薏苡親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的染色體上只有微弱的CentX (centromeirc satellite for Coix)信號,所以我們對水生薏苡進(jìn)行了ChIP-seq分析。結(jié)果顯示這10條染色體著絲粒上并沒有存在新的重復(fù)序列,但是發(fā)現(xiàn)了一個CentX的變體,它只含有CentX153bp序列中102bp的片段。FISH的結(jié)果顯示了水生薏苡這10條染色體上可能存在兩種CentX,因此我們推論這10條染色體上CentX信號很微弱是因?yàn)镃entX含量較少。 6.為了探討玉米屬、高粱屬和薏苡屬之間的進(jìn)化關(guān)系,本研究還從DNAnexus下載了玉米自交系B73、繁茂玉米和高粱自交系Tx378的雙末端測序數(shù)據(jù),并將這三套數(shù)據(jù)和北京薏苡與水生薏苡的數(shù)據(jù)整合后進(jìn)行了基因組重復(fù)序列比較分析,結(jié)果顯示這三個屬之間薏苡屬和高粱屬進(jìn)化關(guān)系最近,薏苡屬和玉米屬次之,玉米屬和高粱屬親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。用玉米和高粱的重復(fù)序列為參考進(jìn)行薏苡屬RepeatMasker和LTR的聚類分析,結(jié)果都支持這個推斷。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S519

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1163586