本文選題：水稻　切入點：單核苷酸多態(tài)性　出處：《中國農(nóng)業(yè)科學院》2016年博士論文

【摘要】：水稻是超過35億人、約占世界范圍內(nèi)一半人口的主要糧食作物。水稻品種資源,尤其是地方品種資源,從其野生祖先在自然和人為的選擇下不斷進化,形成高水平的遺傳多樣性,是進行遺傳改良的生物或非生物脅迫耐受性的主要來源。因此,比較地方品種和國外引進品種、選育品種的遺傳多樣性和結(jié)構(gòu),可為選育良種親本提供可靠的依據(jù),有助于改變我國現(xiàn)有選育品種遺傳基礎(chǔ)狹窄的現(xiàn)狀,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。單核苷酸多態(tài)性(SNP)具有密度高、分布均勻的特點,已成為一種成熟有效的遺傳變異檢測技術(shù),廣泛應用于遺傳多樣性結(jié)構(gòu)研究以及分子育種。本研究利用Illumina的Infinium技術(shù)手段定制全基因組SNP芯片,對471份中國秈稻品種(其中地方品種285份、國外引進品種94份、選育品種92份)進行遺傳多樣性和結(jié)構(gòu)分析。主要結(jié)果如下:1.對本研究定制芯片包含的5291個SNPs位點進行了特征分析,結(jié)果表明大部分的SNPs位于基因間,其中42%位于非翻譯區(qū)、內(nèi)含子以及編碼區(qū)等基因內(nèi),58%位于非基因區(qū)間。72.33%的SNPs標記間距少于75 kb并且所有的間距都大于0.5 kb。2.利用主成分分析、基于Nei距離的NJ樹和基于模型的群體結(jié)構(gòu)對本研究試驗材料進行了遺傳結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果均表明本研究所采用的地方品種、國外引進品種和選育品種等材料被明顯分成3個亞群,并存在一定的重疊。3.對地方品種、國外引進品種和選育品種的遺傳多樣性進行了分析,結(jié)果表明地方品種的多態(tài)信息含量(PIC)和遺傳多樣性(GD)最高,并且72%SNPs標記在地方品種亞群內(nèi)的最小等位基因頻率(MAF)≥0.2,明顯高于其中兩個亞群。4.利用分子方差分析對地方品種、國外引進品種和選育品種三個亞群的進行了群體間遺傳分化分析,結(jié)果表明亞群內(nèi)的遺傳分化高達90.61%。5.比較SNPs標記亞群間的PIC值分布,結(jié)果揭示它們之間的差異并非表現(xiàn)在全基因組整體上,而是某個位點或者某個染色體區(qū)段。6.對亞群間PIC值存在明顯變化的3個染色體片段進行分析,將片段上的SNPs位點進行基因本體富集分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同亞群間的某些位點有著不同的分子功能或性狀,并已被克隆或報道。7.分析不同亞群間如選育品種/地方品種、國外引進品種/地方品種、地方品種/選育品種和地方品種/國外引進品種的ROD值,分別找到了23、24、20、21個遺傳多樣性顯著下降的非重疊窗口,其中有56、47、45、40個基因。
[Abstract]:Rice is the main food crop of more than 3.5 billion people and accounts for about half of the world's population. Rice varieties, especially local varieties, have evolved from their wild ancestors, both naturally and artificially. The formation of a high level of genetic diversity is the main source of tolerance to biological or abiotic stress for genetic improvement. It can provide reliable basis for breeding improved parents, and help to change the current situation of narrow genetic basis of selected varieties in China and realize the sustainable development of agriculture. SNPs have the characteristics of high density and uniform distribution. It has become a mature and effective technique for detection of genetic variation, which has been widely used in genetic diversity structure research and molecular breeding. In this study, the whole genome SNP chip was customized by Infinium technology of Illumina. 471 Chinese indica rice varieties (285 local varieties and 94 imported varieties from abroad) were studied. The main results were as follows: 1. The 5291 SNPs loci contained in the microarray were analyzed. The results showed that most of the SNPs were located between genes, 42% of which were located in the untranslated region. In intron and coding region, 58% of the SNPs markers located in non-gene interval. 72.33% had less than 75 kb spacing and all the distances were greater than 0.5 kb. The genetic structure of NJ tree based on Nei distance and population structure based on model were analyzed. The results showed that the local varieties, imported varieties and selected varieties were obviously divided into three subgroups. The genetic diversity of local varieties, imported varieties and selected varieties were analyzed. The results showed that local varieties had the highest polymorphic information content (Pi) and genetic diversity (GD). The minimum allelic frequency of 72%SNPs markers in subpopulations of local cultivars was higher than that of two subgroups (0.2), which was significantly higher than that of two subgroups (.4.The analysis of molecular variance was used to analyze the local varieties). The genetic differentiation of three subpopulations of imported and selected varieties was analyzed. The results showed that the genetic differentiation in subpopulations was as high as 90.61.5.The distribution of PIC values among subpopulations with SNPs markers was compared. The results showed that the difference between them was not expressed in the whole genome, but in a single locus or chromosome segment. 6. Three chromosomal fragments with significant changes in PIC values among subpopulations were analyzed. The results of gene bulk enrichment analysis of SNPs loci on the fragments showed that some loci of different subpopulations had different molecular functions or traits, and had been cloned or reported. 7. Analysis of different subpopulations, such as breeding varieties / local varieties, was carried out. The ROD values of imported varieties / local varieties, local varieties / breeding varieties and local varieties / foreign introduced varieties were found, respectively, and 21 non-overlapping windows for the significant decrease of genetic diversity were found, among which there were 56, 474, 45, 40 genes, respectively.
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S511.21

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 尚占環(huán),姚愛興;生物遺傳多樣性研究方法及其保護措施[J];寧夏農(nóng)學院學報;2002年01期

2 蔣楠;作物遺傳多樣性的保護和持續(xù)利用[J];四川教育學院學報;2003年09期

3 張靜;;作物遺傳多樣性的保護和持續(xù)利用[J];神州;2013年17期

4 ;《遺傳多樣性研究的原理與方法》評介[J];動物學研究;2000年02期

5 解新明,云錦鳳;植物遺傳多樣性及其檢測方法[J];中國草地;2000年06期

6 胡守榮,夏銘,郭長英,陸曉春;林木遺傳多樣性研究方法概況[J];東北林業(yè)大學學報;2001年03期

7 陳寬維;“我國家禽遺傳多樣性研究”前景誘人[J];中國家禽;2003年02期

8 朱秀志;彭正松;;四川珍稀林木資源及其遺傳多樣性研究狀況[J];西部林業(yè)科學;2006年04期

9 高秀琴;蘭進好;穆平;林琪;;小麥遺傳多樣性研究進展[J];山東農(nóng)業(yè)科學;2007年03期

10 黃耀江;許宙;周文化;劉越;馮金朝;;雞的遺傳多樣性的研究方法及研究進展[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學進展;2007年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 胡志昂;;對我國遺傳多樣性研究的幾點意見[A];生物多樣性研究進展——首屆全國生物多樣性保護與持續(xù)利用研討會論文集[C];1994年

2 何文珊;陸鍵鍵;;分子生物學技術(shù)在遺傳多樣性研究中的應用[A];生物多樣性與人類未來——第二屆全國生物多樣性保護與持續(xù)利用研討會論文集[C];1996年

3 劉娟;李貝寧;劉春生;周應群;;栽培對道地甘草遺傳多樣性的影響研究[A];中華中醫(yī)藥學會第十屆中藥鑒定學術(shù)會議暨WHO中藥材鑒定方法和技術(shù)研討會論文集[C];2010年

4 沈裕琥;王海慶;黃相國;葛菊梅;張懷剛;;作物品種間遺傳多樣性的研究進展[A];21世紀作物科技與生產(chǎn)發(fā)展學術(shù)討論會論文集[C];2002年

5 沈裕琥;王海慶;黃相國;葛菊梅;張懷剛;;作物品種間遺傳多樣性的研究進展[A];中國科學院西北高原生物研究會論文集[C];2002年

6 沙偉;林琳;鄭云梅;;小仙鶴蘚遺傳多樣性分析[A];中國植物學會七十五周年年會論文摘要匯編（1933-2008）[C];2008年

7 ;“全國生物遺傳多樣性高峰論壇”日程安排[A];全國生物遺傳多樣性高峰論壇會刊[C];2012年

8 芒來;楊虹;;蒙古馬遺傳多樣性研究進展[A];遺傳學進步與人口健康高峰論壇論文集[C];2007年

9 毛培勝;王新國;黃鶯;;分子標記技術(shù)在牧草遺傳多樣性研究中的應用[A];2009中國草原發(fā)展論壇論文集[C];2009年

10 周秋白;鄭宇;周莉;桂建芳;;鄱陽湖鯽魚遺傳多樣性分析[A];中國魚類學會2008學術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 胡云章;絢麗的民族文化 豐富的遺傳多樣性[N];大眾科技報;2008年

2 劉霞;人類語言源于非洲再添新證據(jù)[N];科技日報;2011年

3 卞晨光;保護家畜遺傳多樣性刻不容緩[N];中國畜牧獸醫(yī)報;2012年

4 本報記者 游雪晴;中國的人類遺傳多樣性研究成果豐碩[N];科技日報;2001年

5 記者 胡德榮;亞洲人群遺傳多樣性研究獲最新成果[N];健康報;2009年

6 張桂香;中國地方水牛的遺傳多樣性[N];農(nóng)民日報;2004年

7 李倩;不同民族永生細胞庫建設(shè)取得進展[N];大眾科技報;2007年

8 李倩;我國永生細胞庫初具規(guī)模[N];人民日報;2007年

9 記者 耀輝;云南5成果喜獲國家科技獎[N];云南經(jīng)濟日報;2006年

10 肖力偉 譯;中國栽培的大豆品種 遺傳多樣性變異豐富[N];農(nóng)民日報;2011年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 周蕓蕓;神農(nóng)架川金絲猴的遺傳多樣性及保護研究[D];中央民族大學;2015年

2 彭亮;丹參種質(zhì)資源及其遺傳多樣性研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

3 劉海龍;大葉櫸遺傳多樣性與離體保存研究[D];中南林業(yè)科技大學;2015年

4 狄曉艷;油松遺傳多樣性與光合生理生態(tài)特性研究[D];山西大學;2014年

5 陳雪平;茄子遺傳多樣性研究與遺傳連鎖圖譜構(gòu)建[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2015年

6 蔣冬月;柳樹優(yōu)良無性系遺傳多樣性及其重要性狀的關(guān)聯(lián)分析[D];中國林業(yè)科學研究院;2015年

7 朱錦寧;黑藻屬的分子譜系及其生物地理研究[D];武漢大學;2015年

8 楊新筍;基于SSR、SNP和形態(tài)學標記的甘薯種質(zhì)資源遺傳多樣性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

9 徐群;我國秈稻品種遺傳結(jié)構(gòu)與多樣性的SNP分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2016年

10 郭文韜;大鯢遺傳多樣性及皮膚附屬物特性研究[D];華中科技大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 王琳;基于ISSR的連翹遺傳多樣性研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2015年

2 陳偉帥;小麥抗病遺傳多樣性對條銹病的調(diào)控效應[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

3 王若丁;西藏工布烏頭天然群體的遺傳多樣性分析[D];東北林業(yè)大學;2015年

4 鄧宏中;基于SSR標記的中國水稻地方品種與選育品種遺傳多樣性研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

5 劉麗;西藏墨脫地區(qū)野生草莓的遺傳多樣性分析[D];東北林業(yè)大學;2015年

6 張佳佳;沈陽森林動物園丹頂鶴(Grus japonensis)遺傳多樣性分析和親緣關(guān)系研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

7 梅芳芳;三種水生被子植物在中國六大湖泊的遺傳多樣性[D];華中師范大學;2015年

8 劉鵬;野豌豆屬牧草的遺傳多樣性研究[D];蘭州大學;2015年

9 胡益波;枳遺傳多樣性及其與紅橘雜交后代遺傳研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

10 馬旭丹;水稻部分骨干親本的指紋圖譜構(gòu)建和遺傳多樣性分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

，

本文編號：1676116