許多物種的研究大多基于復(fù)雜性狀。在擬南芥和大豆等模式植物中進(jìn)行了許多可遺傳變異研究,但目前基于復(fù)雜性狀的全基因組遺傳群體DNA甲基化在非模式作物中還沒有相關(guān)研究。因此本研究中我們以木薯這種具有高度雜合且較大基因組的物種的遺傳群體為研究對象。木薯（Manihot esculenta Crantz）是一種塊根淀粉作物,可以作為飼料,也是生物乙醇的重要來源,冷害是制約其種植區(qū)分布面積、單位面積塊根產(chǎn)量及繁殖能力的重要因素。在低溫下保持較高產(chǎn)量、較高淀粉積累特性的木薯品種被迫切需要。我們對耐寒性、產(chǎn)量和品質(zhì)均存在較大差異的木薯親本雜交構(gòu)建的木薯群體的甲基化和基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。對木薯耐寒、產(chǎn)量品質(zhì)等復(fù)雜性狀進(jìn)行QTL和QTL^epi定位,發(fā)掘耐寒性、產(chǎn)量品質(zhì)相關(guān)標(biāo)記及優(yōu)異等位基因,為木薯耐寒、高產(chǎn)、高淀粉品種育種,提供理論基礎(chǔ)。1、構(gòu)建木薯高密度遺傳連鎖圖譜、比較基因組圖譜。利用擴(kuò)增片段單核苷酸多態(tài)性和甲基化檢測技術(shù)（amplified-fragment single nucleotide polymorphism and methylation,AFSM）對木薯遺傳群體... 

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞表
1 綜述
    1.1 課題提出
    1.2 植物DNA甲基化研究
        1.2.1 植物中DNA甲基化建立機(jī)制
        1.2.2 植物中DNA甲基化維護(hù)機(jī)制
        1.2.3 植物DNA去甲基化機(jī)制
        1.2.4 DNA甲基化在植物進(jìn)化、遺傳及基因表達(dá)調(diào)控方面的作用
        1.2.5 DNA甲基化測序技術(shù)
        1.2.6 DNA甲基化與作物育種
    1.3 植物利用遺傳圖譜定位QTL研究進(jìn)展
        1.3.1 植物遺傳連鎖圖譜構(gòu)建的基礎(chǔ)與策略
        1.3.2 植物遺傳圖譜定位QTL在作物育種中的應(yīng)用
    1.4 作物基因組選擇(Genomic Selection)育種
    1.5 高通量測序技術(shù)平臺及應(yīng)用
        1.5.1 高通量測序技術(shù)平臺
        1.5.2 基因組測序
        1.5.3 全基因組轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-Seq)
        1.5.4 高通量測序技術(shù)在基因組和轉(zhuǎn)錄組中應(yīng)用
    1.6 低溫脅迫機(jī)制研究
        1.6.1 低溫脅迫對植物細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)影響
        1.6.2 低溫脅迫對植物光合作用影響
        1.6.3 低溫脅迫對植物抗氧化作用影響
        1.6.4 低溫脅迫信號途徑
        1.6.5 低溫脅迫受植物激素調(diào)節(jié)影響
2 材料和方法
    2.1 木薯實驗群體材料與表型鑒定分析
        2.1.1 木薯實驗群體的種植與取樣
        2.1.2 木薯KS群體溫室耐寒指數(shù)(CTIG)和田間耐寒指數(shù)(CTIF)的測定和統(tǒng)計
        2.1.3 木薯KS群體田間落葉指數(shù)(LFIF)的測定和統(tǒng)計
        2.1.4 木薯KS群體溫室恢復(fù)指數(shù)(RIG)和田間恢復(fù)指數(shù)(RIF)的測定和統(tǒng)計
        2.1.5 木薯KS群體相對塊根產(chǎn)量(rSRY)的測定和統(tǒng)計
        2.1.6 木薯KS群體塊根產(chǎn)量(SRY)的測定和統(tǒng)計
        2.1.7 木薯KS群體塊根數(shù)(NSR)的測定和統(tǒng)計
        2.1.8 木薯KS群體塊根干物率(DW)的測定和統(tǒng)計
        2.1.9 木薯KS群體塊根淀粉率(FSC)的測定和統(tǒng)計
        2.1.10 主成分分析(PCoA)
    2.2 AFSM庫的構(gòu)建與測序
    2.3 RNA-seq庫的構(gòu)建與測序
    2.4 AFSM數(shù)據(jù)分析
    2.5 甲基化分析
    2.6 RNA-seq數(shù)據(jù)處理和分析
    2.7 功能注釋
    2.8 木薯遺傳連鎖圖譜構(gòu)建
    2.9 木薯比較圖譜構(gòu)建
    2.10 木薯表觀遺傳QTL分析
    2.11 QTL分析
3 結(jié)果分析
    3.1 木薯高密度遺傳圖譜和基因組比較圖譜構(gòu)建
        3.1.1 AFSM文庫Sanger測序
        3.1.2 AFSM文庫Ion Torrent測序
        3.1.3 AFSM文庫Illumina Hiseq2500 測序
        3.1.4 木薯KS群體高密度遺傳連鎖圖譜和比較圖譜構(gòu)建
    3.2 木薯甲基化圖譜構(gòu)建
        3.2.1 木薯KS群體甲基化位點(diǎn)檢測、甲基化水平及甲基化密度
        3.2.2 木薯KS群體甲基化遺傳類型分類
        3.2.3 木薯KS群體純合甲基化及多態(tài)性甲基化
    3.3 木薯群體中DNA甲基化與基因表達(dá)
    3.4 木薯KS群體的耐寒相關(guān)性狀(CTRTs)和產(chǎn)量品質(zhì)相關(guān)性狀(YQRTs)的復(fù)雜表型
    3.5 木薯耐寒性、產(chǎn)量品質(zhì)QTL定位及其相關(guān)QTL候選基因挖掘
    3.6 木薯遺傳群體耐寒性和產(chǎn)量品質(zhì)表觀QTL及相關(guān)候選基因
4 討論
    4.1 木薯有相對較高的CHG甲基化水平及保守的純合甲基化
    4.2 木薯遺傳群體中甲基化遺傳分類
    4.3 木薯耐寒性相關(guān)候選基因
        4.3.1 木薯耐寒性與其維持細(xì)胞器穩(wěn)定性相關(guān)
        4.3.2 木薯耐寒性與其光合作用系統(tǒng)相關(guān)
        4.3.3 木薯耐寒性與其保護(hù)酶低溫下抗氧化作用系統(tǒng)相關(guān)
        4.3.4 木薯耐寒性與其冷脅迫信號途徑中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制相關(guān)性
        4.3.5 木薯耐寒性與植物激素調(diào)節(jié)相關(guān)
    4.4 木薯產(chǎn)量品質(zhì)相關(guān)候選基因
        4.4.1 木薯通過DNA甲基化調(diào)控光呼吸作用和光合作用相關(guān)基因而具有高光合和運(yùn)輸能力
        4.4.2 木薯通過DNA甲基化調(diào)控表現(xiàn)出高光合產(chǎn)物儲存能力
        4.4.3 木薯蔗糖和淀粉代謝重要基因定位
5 結(jié)論
6 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
在校期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]植物果糖激酶的研究進(jìn)展[J]. 崔娜,王衛(wèi)平,林鳳,白麗萍,張玉龍.  中國農(nóng)學(xué)通報. 2010(14)
[2]苦參堿對小麥旗葉中蔗糖磷酸合成酶活性的調(diào)節(jié)[J]. 王寧寧,朱建新,王淑芳,朱亮基.  南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2000(01)



本文編號：3655891