本文關(guān)鍵詞：四種水生蔬菜的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水生蔬菜的很多種類原產(chǎn)于我國,栽培歷史悠久,因其富含豐富的營養(yǎng)、獨(dú)特的口感和良好的保健功能,深受菜農(nóng)和大眾的喜愛。但是目前針對(duì)水生蔬菜的遺傳學(xué)研究和基因組信息還比較缺乏。鑒于此,針對(duì)四種常見的水生蔬菜(蓮(Nelumbo nucifera)、芋(Colocasia esculenta (L.) Schoot)、慈姑(Sagittaria Trifolia L. var. sinensis (Sims) Makino)和荸薺(Eleocharis dulcis)),本文開展了轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,EST-SSR標(biāo)記的開發(fā),品種間親緣關(guān)系鑒定,指紋圖譜構(gòu)建以及品種純度鑒定等研究工作。主要研究結(jié)果如下：1.蓮的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)及栽培品種間親緣關(guān)系的鑒定。本研究應(yīng)用Illumina HiSeqTM2000平臺(tái)對(duì)野生花蓮和栽培藕蓮的頂芽進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序并進(jìn)行生物信息學(xué)分析,分別獲得10.1Gbp和9.9Gbp的短序列,通過Trinity軟件進(jìn)行從頭組裝,分別得到111,925和100,016個(gè)疊連群,其序列長度超過200bp,經(jīng)過進(jìn)一步地拼裝,獲得105,834個(gè)共有疊連群,平均長度為722bp。利用MISA軟件檢測(cè)到11,178個(gè)SSR位點(diǎn),再通過Primer3.0軟件設(shè)計(jì)了6,568對(duì)引物。我們利用Perl腳本根據(jù)電子多態(tài)性預(yù)測(cè)合成了38對(duì)引物；又隨機(jī)合成了72對(duì)引物,用51份蓮樣品驗(yàn)證它們的擴(kuò)增效果和多態(tài)性,其中91(82.7%)對(duì)引物擴(kuò)增成功,其中80對(duì)引物具有多態(tài)性。每個(gè)位點(diǎn)的等位基因數(shù)量為2到17個(gè),多態(tài)性信息含量(PIC)值為0.19-0.87。基于Jaccard相似系數(shù)的UPGMA樹系圖表明蓮親緣關(guān)系與地理分布的相關(guān)性較低,而與表型性狀有一定的相關(guān)性。2.芋的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)及栽培品種間親緣關(guān)系的鑒定。本研究應(yīng)用Illumina TruSeqTM平臺(tái)對(duì)芋的營養(yǎng)生長期葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。我們共獲得4.5Gbp的短序列,平均長度為100bp,通過Trinity軟件進(jìn)行從頭組裝,得到52,935個(gè)疊連群,平均長度為588.5bp。對(duì)轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)進(jìn)行了NR, GO和KOG注釋分類和KEGG代謝通路分析。利用MISA軟件檢測(cè)到5,278個(gè)SSR位點(diǎn),再通過Primer3.0軟件設(shè)計(jì)了2,858對(duì)引物。我們隨機(jī)合成了其中的100對(duì)引物,并用69份樣品(其中68份芋和1份海芋(Alocasia macrorrhiza))驗(yàn)證它們的擴(kuò)增效果和多態(tài)性,其中72(72.0%)對(duì)引物擴(kuò)增成功,62對(duì)引物具有多態(tài)性。每個(gè)位點(diǎn)的等位基因數(shù)量為2到14個(gè),多態(tài)性信息含量(PIC)值為0.01-0.82。從芋中開發(fā)的SSR標(biāo)記在海芋中的轉(zhuǎn)移率為36.11%(26/72)�；贘accard相似系數(shù)的UPGMA樹系圖表明芋的親緣關(guān)系與形態(tài)特征或地理分布沒有明顯的相關(guān)性。3.慈姑的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)及品種間親緣關(guān)系的鑒定。本研究應(yīng)用Illumina TruSeqTM平臺(tái)對(duì)慈姑的營養(yǎng)生長期葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。我們共獲得4.7Gbp的短序列,平均長度為100bp,通過Trinity軟件進(jìn)行從頭組裝,得到51,836個(gè)疊連群,平均長度為680bp。對(duì)轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)進(jìn)行了NR,GO和KOG注釋分類和KEGG代謝通路分析。利用MISA軟件檢測(cè)到3,861個(gè)SSR位點(diǎn),再通過Primer3.0軟件設(shè)計(jì)了2,476對(duì)引物。我們隨機(jī)合成了其中的100對(duì)引物,并用81份樣品(其中79份慈姑和2份矮慈姑(Sagittaria pygmaea))驗(yàn)證它們的擴(kuò)增效果和多態(tài)性,其中79(79.0%)對(duì)引物擴(kuò)增成功,其中68對(duì)引物具有多態(tài)性。每個(gè)位點(diǎn)的等位基因數(shù)量為2到11個(gè),多態(tài)性信息含量(PIC)值為0.01-0.84。從慈姑中開發(fā)的SSR標(biāo)記在矮慈姑中的轉(zhuǎn)移率為91.14%(72/79)�；贘accard相似系數(shù)的UPGMA樹系圖表明慈姑的親緣關(guān)系與地理分布有一定的相關(guān)性。4.荸薺的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)。本研究應(yīng)用Illumina TruSeqTM平臺(tái)對(duì)慈姑的營養(yǎng)生長期葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。我們共獲得4.7Gbp的短序列,平均長度為100bp,通過Trinity軟件進(jìn)行從頭組裝,得到40,796個(gè)疊連群,平均長度為616.6bp。對(duì)轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)進(jìn)行了NR,GO和KOG注釋分類和KEGG代謝通路分析。利用MISA軟件檢測(cè)到2,570個(gè)SSR位點(diǎn),再通過Primer3.0軟件設(shè)計(jì)了1,606對(duì)引物。我們隨機(jī)合成了其中的100對(duì)引物,驗(yàn)證它們的擴(kuò)增效果,其中77(77.0%)對(duì)引物擴(kuò)增成功。5.三種水生蔬菜的SSR指紋圖譜的構(gòu)建及品種純度鑒定。以22份中國蓮栽培品種為材料,結(jié)合本研究開發(fā)的SSR引物,構(gòu)建其SSR指紋圖譜,并從中篩選出6對(duì)高多態(tài)性并能區(qū)分所有材料的引物作為核心引物,再選出3對(duì)多態(tài)性信息含量(PIC)值較高的引物作為候選引物,利用這些引物對(duì)90份太空蓮36號(hào)材料進(jìn)行純度鑒定,結(jié)果表明其純度為93.3%(84/90)。以46份芋栽培品種為材料,結(jié)合本研究開發(fā)的SSR引物,構(gòu)建其SSR指紋圖譜,并從中篩選出20對(duì)高多態(tài)性并能區(qū)分所有材料的引物作為核心引物。利用前12對(duì)核心引物對(duì)90份山東8502芋材料進(jìn)行純度鑒定,結(jié)果表明其純度為98.9%(89/90)。以10份慈姑栽培品種為材料,結(jié)合本研究開發(fā)的SSR引物,構(gòu)建其SSR指紋圖譜,并從中篩選出3對(duì)高多態(tài)性并能區(qū)分所有材料的引物作為核心引物,再選出9對(duì)多態(tài)性信息含量(PIC)值較高的引物作為候選引物。利用這些引物對(duì)90份武漢慈姑進(jìn)行純度鑒定,得到武漢慈姑的純度為100.0%(90/90)。本研究首次對(duì)四種水生蔬菜進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,利用深度測(cè)序技術(shù)獲得了大量的轉(zhuǎn)錄組序列及EST-SSR標(biāo)記,對(duì)進(jìn)一步開展功能基因克隆,遺傳多樣性分析,種質(zhì)資源鑒定以及標(biāo)記輔助育種均有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：水生蔬菜 蓮 芋 慈姑 荸薺 轉(zhuǎn)錄組 EST-SSR 遺傳多樣性 品種純度鑒定
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S645
【目錄】：

• 論文創(chuàng)新點(diǎn)6-11
• 摘要11-14
• ABSTRACT14-17
• 第一章 概述17-40
• 1.1 水生蔬菜概述17-22
• 1.1.1 本研究涉及的四種水生蔬菜17-21
• 1.1.2 水生蔬菜的應(yīng)用價(jià)值及面臨的問題21-22
• 1.2 新一代測(cè)序技術(shù)及其應(yīng)用22-28
• 1.2.1 新一代測(cè)序技術(shù)在作物遺傳和育種上的應(yīng)用23-27
• 1.2.2 作物改良的前景27-28
• 1.3 遺傳標(biāo)記28-37
• 1.3.1 形態(tài)學(xué)標(biāo)記28-29
• 1.3.2 細(xì)胞學(xué)標(biāo)記29-30
• 1.3.3 生物化學(xué)標(biāo)記30
• 1.3.4 免疫學(xué)標(biāo)記30-31
• 1.3.5 分子標(biāo)記31-37
• 1.4 分子標(biāo)記的應(yīng)用37-38
• 1.4.1 遺傳圖譜的構(gòu)建37
• 1.4.2 品種指紋圖譜的構(gòu)建37-38
• 1.4.3 分子標(biāo)記輔助選擇育種38
• 1.5 本研究的目的及意義38-40
• 第二章 蓮的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究和EST-SSR的開發(fā)40-59
• 2.1 前言40-41
• 2.2 材料和方法41-49
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料41-43
• 2.2.2 試劑及儀器43-44
• 2.2.3 蓮cDNA文庫的構(gòu)建及測(cè)序44-45
• 2.2.4 EST-SSR標(biāo)記開發(fā)45
• 2.2.5 聚丙烯酰胺凝膠電泳45-47
• 2.2.6 花蓮和藕蓮EST-SSR位點(diǎn)多態(tài)性的預(yù)測(cè)分析47-49
• 2.2.7 數(shù)據(jù)分析49
• 2.3 結(jié)果與分析49-56
• 2.3.1 蓮轉(zhuǎn)錄組通過Illumina測(cè)序的原始數(shù)據(jù)的組裝49-50
• 2.3.2 不同類型的EST-SSR位點(diǎn)的識(shí)別、頻率和分布50-52
• 2.3.3 EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)和驗(yàn)證52-53
• 2.3.4 花蓮和藕蓮EST-SSR位點(diǎn)多態(tài)性的預(yù)測(cè)分析53-56
• 2.3.5 蓮的栽培品種和野生型的遺傳多樣性分析56
• 2.4 討論56-59
• 第三章 芋的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究和EST-SSR的開發(fā)59-81
• 3.1 前言59-60
• 3.2 材料與方法60-64
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料60-62
• 3.2.2 試劑及儀器62
• 3.2.3 芋cDNA文庫的構(gòu)建和測(cè)序62-63
• 3.2.4 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建63
• 3.2.5 EST-SSR標(biāo)記開發(fā)63
• 3.2.6 聚丙烯酰胺凝膠電泳63
• 3.2.7 數(shù)據(jù)分析63-64
• 3.3 結(jié)果與分析64-76
• 3.3.1 芋轉(zhuǎn)錄組通過Illumina測(cè)序的原始數(shù)據(jù)的組裝64-65
• 3.3.2 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建65-68
• 3.3.3 不同類型的EST-SSR位點(diǎn)的識(shí)別、頻率和分布68-71
• 3.3.4 EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)、驗(yàn)證及其轉(zhuǎn)移率71-75
• 3.3.5 芋的遺傳多樣性分析75-76
• 3.4 討論76-81
• 第四章 慈姑的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究和EST-SSR的開發(fā)81-100
• 4.1 前言81-82
• 4.2 材料與方法82-86
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料82-85
• 4.2.2 試劑及儀器85
• 4.2.3 慈姑cDNA文庫的構(gòu)建和測(cè)序85
• 4.2.4 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建85
• 4.2.5 EST-SSR標(biāo)記開發(fā)85
• 4.2.6 聚丙烯酰胺凝膠電泳85
• 4.2.7 數(shù)據(jù)分析85-86
• 4.3 結(jié)果與分析86-97
• 4.3.1 慈姑轉(zhuǎn)錄組通過Illumina測(cè)序的原始數(shù)據(jù)的組裝86-87
• 4.3.2 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建87-91
• 4.3.3 不同類型的EST-SSR位點(diǎn)的識(shí)別、頻率和分布91-94
• 4.3.4 EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)、驗(yàn)證及其轉(zhuǎn)移率94-96
• 4.3.5 慈姑的遺傳多樣性分析96-97
• 4.4 討論97-100
• 第五章 荸薺的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究和EST-SSR的開發(fā)100-111
• 5.1 前言100
• 5.2 材料和方法100-102
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料100-101
• 5.2.2 試劑及儀器101
• 5.2.3 荸薺cDNA文庫的構(gòu)建和測(cè)序101
• 5.2.4 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建101
• 5.2.5 EST-SSR標(biāo)記開發(fā)101
• 5.2.6 聚丙烯酰胺凝膠電泳101
• 5.2.7 數(shù)據(jù)分析101-102
• 5.3 結(jié)果與分析102-109
• 5.3.1 荸薺轉(zhuǎn)錄組通過Illumina測(cè)序的原始數(shù)據(jù)的組裝102-103
• 5.3.2 基因預(yù)測(cè)及注釋、功能基因分類和代謝途徑的構(gòu)建103-106
• 5.3.3 不同類型的EST-SSR位點(diǎn)的識(shí)別、頻率和分布106-109
• 5.3.4 EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)和驗(yàn)證109
• 5.4 討論109-111
• 第六章 三種水生蔬菜的SSR指紋圖譜的構(gòu)建及品種純度鑒定111-127
• 6.1 前言111-112
• 6.2 材料和方法112-117
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料112-116
• 6.2.2 試劑及儀器116
• 6.2.3 PCR擴(kuò)增116
• 6.2.4 聚丙烯酰胺凝膠電泳116
• 6.2.5 數(shù)據(jù)分析116-117
• 6.3 結(jié)果與分析117-125
• 6.3.1 三種水生蔬菜的SSR核心及候選引物117-119
• 6.3.2 三種水生蔬菜的二進(jìn)制分子身份證119-124
• 6.3.3 三種水生蔬菜的品種純度鑒定124-125
• 6.4 討論125-127
• 結(jié)束語127-128
• 參考文獻(xiàn)128-143
• 攻博期間發(fā)表的科研成果目錄143-145
• 致謝145-146

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6 王瑞婷;農(nóng)產(chǎn)品中不同形態(tài)汞檢測(cè)方法的建立與應(yīng)用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

7 胡德風(fēng);潛江市蓮籽產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

  本文關(guān)鍵詞：四種水生蔬菜的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及EST-SSR標(biāo)記的開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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