本文關(guān)鍵詞：基于基因組重測序的玉米溫?zé)釒ё越幌缔D(zhuǎn)座子特征分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉(zhuǎn)座子普遍存在于所有物種的基因組中�？梢苿拥霓D(zhuǎn)座子可能引起基因突變、基因斷裂甚至染色體重排等。同時轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座活性也是生物遺傳多樣性形成的重要因素之一,對基因組有重要影響。轉(zhuǎn)座子在幫助有機體適應(yīng)脅迫環(huán)境中具有重要作用,它不僅能夠直接調(diào)控個體基因表達,還能提供遺傳變異的基礎(chǔ),從而幫助有機體創(chuàng)造壓力誘導(dǎo)型的全局調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。玉米作為世界重要的糧食作物之一,也是研究遺傳和進化的模式作物。轉(zhuǎn)座子占其基因組序列組成的85%以上,因此對玉米轉(zhuǎn)座子的研究顯得尤為重要。本研究擬通過對84份溫帶和熱帶玉米自交系進行全基因組重測序,利用RepeatMasker等生物信息學(xué)軟件,分析了B73中各個家族的轉(zhuǎn)座子數(shù)量及分布。結(jié)合不同類型轉(zhuǎn)座子序列特征,鑒定了84份玉米自交系基因組中非B73中所有的轉(zhuǎn)座子,稱之為新鑒定的轉(zhuǎn)座子。該研究比較了溫、熱帶玉米自交系群體中轉(zhuǎn)座子類型、數(shù)量和分布差異,并通過溫、熱材料間特有轉(zhuǎn)座子鄰近基因的代謝通路分析和GO分析,揭示溫、熱帶玉米自交系特有轉(zhuǎn)座子在環(huán)境適應(yīng)性中的重要作用,有助于探究轉(zhuǎn)座子在玉米適應(yīng)不同環(huán)境條件下插入差異及玉米轉(zhuǎn)座子的馴化趨勢,揭示玉米在環(huán)境適應(yīng)性方面轉(zhuǎn)座子的重要貢獻,為進一步分析轉(zhuǎn)座子是如何促進基因組進化和調(diào)控有重要意義,并提供新的思路。主要研究結(jié)果如下：1.玉米各自交系中反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子含量最高,達基因組序列70%以上。反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子中的Gypsy超家族和Copia超家族含量占其中90%以上。但這兩類轉(zhuǎn)座子分布方式卻截然不同。Gypsy類轉(zhuǎn)座子越靠近著絲粒位置,插入頻率越高。而Copia類轉(zhuǎn)座子分布情況與之相反。此外,玉米基因組中DNA類轉(zhuǎn)座子含量相對較少,其分布與重組率呈正相關(guān)性(r=0.522,P0.01)2.通過對溫、熱自交系轉(zhuǎn)座子插入位點的比較發(fā)現(xiàn),溫帶材料新鑒定的轉(zhuǎn)座子總數(shù)為219,782個,分布于79,073個位點；熱帶材料新鑒定的轉(zhuǎn)座子總數(shù)為461,003個,分布于142,292個位點。在溫帶材料中,平均每份材料有6,868個新鑒定的轉(zhuǎn)座子,低于在熱帶材料中所檢測個數(shù)(平均8,865個)。同時,新鑒定的轉(zhuǎn)座子中LTR類反轉(zhuǎn)座子的比例為91.93%,而DNA類轉(zhuǎn)座子為2.74%�？梢钥闯�,在新鑒定的插入轉(zhuǎn)座子中LTR類反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座頻率高于DNA類轉(zhuǎn)座子。3.無論在溫帶材料還是熱帶材料,新鑒定轉(zhuǎn)座子均主要分布在染色體兩端,這些轉(zhuǎn)座子高頻插入?yún)^(qū)域稱為熱點區(qū)域。通過熱點區(qū)域新鑒定轉(zhuǎn)座子位點的聚類分析,84份玉米自交系聚類結(jié)果與地域來源一致,即溫帶和熱帶材料各自聚為一類。通過分析不同群體中轉(zhuǎn)座子插入位點與鄰近基因的距離發(fā)現(xiàn)溫帶材料中插入到基因內(nèi)部的轉(zhuǎn)座子比例高于熱帶材料,而轉(zhuǎn)座子到臨近基因的距離上差異不顯著。4.溫、熱帶自交系中特異的新鑒定轉(zhuǎn)座子其鄰近基因在功能上具顯著差異。溫帶自交系中新鑒定轉(zhuǎn)座子鄰近基因在有害物質(zhì)的降解,異生物質(zhì)代謝等基因GO功能分類中富集程度顯著高于熱帶自交系。此外,溫帶自交系中所檢測到的特異轉(zhuǎn)座子插入位點位于抗寒基因上游,而熱帶群體中并未檢測到。熱帶自交系中新鑒定轉(zhuǎn)座子附近關(guān)于氨基糖和核苷糖代謝、核苷酸合成等合成代謝途徑的基因數(shù)量高于溫帶自交系,而調(diào)控果糖、甘露糖和半乳糖代謝、抗壞血酸代謝方面基因中,新鑒定轉(zhuǎn)座子僅存在于熱帶自交系中,這些結(jié)果證明轉(zhuǎn)座子在玉米適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境中的重要作用。
【關(guān)鍵詞】：玉米 轉(zhuǎn)座子馴化 環(huán)境適應(yīng)性 環(huán)境壓力
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S513;Q943.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 文獻綜述11-26
• 1.1 轉(zhuǎn)座子擴增對基因組大小和結(jié)構(gòu)的影響13-14
• 1.1.1 轉(zhuǎn)座子影響基因組大小13
• 1.1.2 轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的染色體重排13-14
• 1.2 轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)壓力響應(yīng)機制和生物體對環(huán)境改變的遺傳適應(yīng)性14-15
• 1.2.1 轉(zhuǎn)座子激活響應(yīng)環(huán)境應(yīng)答14
• 1.2.2 轉(zhuǎn)座子對環(huán)境適應(yīng)性的影響14-15
• 1.3 轉(zhuǎn)座子的馴化15-26
• 1.3.1 轉(zhuǎn)座子馴化的揭示16-17
• 1.3.2 馴化轉(zhuǎn)座元件的結(jié)構(gòu)多樣性17-20
• 1.3.3 完整轉(zhuǎn)座酶基因和其他功能域相融合后產(chǎn)生的嵌合基因20-21
• 1.3.4 轉(zhuǎn)座子來源的功能基因的進化機制21-24
• 1.3.5 轉(zhuǎn)座子來源的功能基因在多樣的生物學(xué)過程中的功能角色24-26
• 1.3.5.0 基因調(diào)控功能24
• 1.3.5.1 染色質(zhì)相關(guān)因子24
• 1.3.5.2 細(xì)胞凋亡相關(guān)功能24
• 1.3.5.3 細(xì)胞周期的控制24-25
• 1.3.5.4 介導(dǎo)轉(zhuǎn)座的能力25-26
• 2 研究目的與意義26-27
• 3 材料與方法27-30
• 3.1 研究材料與軟件27-28
• 3.1.1 植物材料和SNPs數(shù)據(jù)27
• 3.1.2 主要軟件及公共分析平臺27-28
• 3.2 研究方法28-30
• 3.2.1 B73基因組轉(zhuǎn)座子掃描和分析28
• 3.2.2 新插入的非參考基因組非冗余轉(zhuǎn)座子篩選28
• 3.2.3 參考基因組重組率計算28
• 3.2.4 材料間轉(zhuǎn)座子數(shù)量統(tǒng)計和分類28-29
• 3.2.5 轉(zhuǎn)座子分布特征分析29
• 3.2.6 新鑒定轉(zhuǎn)座子聚類分析29
• 3.2.7 受轉(zhuǎn)座子影響基因的KEGG分析和WEGO聚類29-30
• 4 結(jié)果與分析30-42
• 4.1 玉米自交系材料全基因組READS掃描和統(tǒng)計新鑒定轉(zhuǎn)座子30-31
• 4.2 新插入不同類型轉(zhuǎn)座子在基因組的分布特征31-35
• 4.3 聚類分析35-37
• 4.4 溫、熱帶材料間新鑒定轉(zhuǎn)座子分布差異特征37-38
• 4.5 新鑒定轉(zhuǎn)座子對鄰近基因影響和溫、熱帶材料間基因差異分析38-42
• 5 討論42-47
• 5.1 轉(zhuǎn)座子插入偏好性與基因組重組42-43
• 5.2 不同地理分布材料中轉(zhuǎn)座元件對環(huán)境適應(yīng)性的影響43-44
• 5.3 轉(zhuǎn)座子對下游基因的調(diào)控作用44-47
• 6 參考文獻47-55
• 7 附件55-62
• 8 致謝62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸德如;細(xì)菌轉(zhuǎn)座子及其在分子遺傳學(xué)中的應(yīng)用[J];微生物學(xué)免疫學(xué)譯刊;1984年01期

2 全登莊;可移動的遺傳因子轉(zhuǎn)座子及其效應(yīng)[J];西北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1985年04期

3 傅榮昭，李文彬，孫勇如;植物轉(zhuǎn)座子在基因工程應(yīng)用上的研究進展[J];生物工程進展;1994年05期

4 李鳳玲,趙毓橘;植物轉(zhuǎn)座子[J];植物生理學(xué)通訊;2000年05期

5 何承忠,陳寶昆,江濤,張志毅,李善文;植物轉(zhuǎn)座子的研究與應(yīng)用[J];西南農(nóng)業(yè)學(xué)報;2004年03期

6 王瑞白,闞飆;轉(zhuǎn)座子插入位點的鑒定方法[J];生物技術(shù)通訊;2005年03期

7 高東迎;何冰;孫立華;;水稻轉(zhuǎn)座子研究進展[J];植物學(xué)通報;2007年05期

8 韓民錦;李雪;張澤;;轉(zhuǎn)座子顯示技術(shù)及其在家蠶遺傳進化研究中的應(yīng)用展望[J];蠶學(xué)通訊;2008年04期

9 張博;陳兵;張青文;康樂;;昆蟲的轉(zhuǎn)座子及其功能[J];昆蟲知識;2009年02期

10 田海霞;;轉(zhuǎn)座子在基因組和基因進化方面的研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年20期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高才華;肖美麗;任小東;Alice Hayward;殷家明;付東輝;李加納;;真核生物基因組中嵌合轉(zhuǎn)座子的特征分析和功能注釋[A];中國遺傳學(xué)會第九次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編（2009-2013）[C];2013年

2 嚴(yán)冰;曾慶韜;錢遠(yuǎn)槐;;黑腹果蠅黑條體突變體中轉(zhuǎn)座子分布的多樣性研究[A];中國動物科學(xué)研究——中國動物學(xué)會第十四屆會員代表大會及中國動物學(xué)會65周年年會論文集[C];1999年

3 張云峰;;小麥中轉(zhuǎn)座子存在的可能性初探[A];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會第五次會議論文摘要匯編[C];1992年

4 曲志才;姜曰水;;山東部分地區(qū)灰飛虱mariner類轉(zhuǎn)座子研究[A];中國遺傳學(xué)會第八次代表大會暨學(xué)術(shù)討論會論文摘要匯編（2004-2008）[C];2008年

5 周祥;白林泉;鄧子新;;井岡霉素產(chǎn)生菌的全基因組轉(zhuǎn)座子突變[A];2008年中國微生物學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

6 逄曉陽;李晶;劉國文;王哲;;利用轉(zhuǎn)座子誘變構(gòu)建反芻月形單胞菌乙酸生成關(guān)鍵酶基因缺失工程菌[A];中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會2006學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

7 瞿婷婷;俞云松;魏澤慶;陳亞崗;李蘭娟;;萬古霉素耐藥腸球菌耐藥轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)及MLST分型[A];2007年浙江省醫(yī)學(xué)病毒學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物與免疫學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2007年

8 何澤;曹廣力;薛仁宇;陳淼;陳文柱;王崇龍;鄭小堅;沈衛(wèi)德;貢成良;;用piggyBAC轉(zhuǎn)座子進行家蠶轉(zhuǎn)hGM-CSF基因研究[A];中國蠶學(xué)會第四屆青年學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2004年

9 鐘仰進;楊婉瑩;曹陽;黃亞東;溫碩洋;勞海華;陳維春;;家蠶K1.4轉(zhuǎn)座子的拷貝多態(tài)性及K1.4主拷貝的序列特征研究[A];中國的遺傳學(xué)研究——中國遺傳學(xué)會第七次代表大會暨學(xué)術(shù)討論會論文摘要匯編[C];2003年

10 程洛單;鄒曙明;田玉梅;杜雪地;;金魚hAT家族Tgf2轉(zhuǎn)座子在斑馬魚胚胎中的自我剪切[A];2012年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馮衛(wèi)東;轉(zhuǎn)座子榮居自然界最豐富基因榜首位[N];科技日報;2010年

2 本報記者 馮衛(wèi)東;遺傳基因中的“侵略者”[N];科技日報;2008年

3 樸淑瑜;科學(xué)家找到大麥白粉病“元兇”[N];科技日報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉露鵬;高效家蠶絲腺生物反應(yīng)器的關(guān)鍵因素分析[D];浙江大學(xué);2015年

2 宋成義;不同DNA轉(zhuǎn)座子在哺乳動物細(xì)胞和胚胎中轉(zhuǎn)座活性研究及新轉(zhuǎn)座子的挖掘[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年

3 覃成;基于栽培辣椒和野生辣椒的全基因組測序揭示辣椒屬的馴化與特異性[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 劉東;多倍體魚轉(zhuǎn)座子的遺傳變異和雌核發(fā)育魚性腺發(fā)育的分子生物學(xué)研究[D];湖南師范大學(xué);2009年

5 張化浩;家蠶基因組中轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移[D];重慶大學(xué);2014年

6 陳勇;全基因組中網(wǎng)絡(luò)缺失基因和微型轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)及研究[D];山東大學(xué);2008年

7 馬峇;桑樹全基因組轉(zhuǎn)座子的鑒定及特征分析[D];西南大學(xué);2014年

8 丁f;piggyBac轉(zhuǎn)座系統(tǒng)[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

9 王娜;基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的家蠶定向遺傳轉(zhuǎn)化研究[D];浙江大學(xué);2010年

10 吳敏;鱗翅目昆蟲中piggyBac轉(zhuǎn)座子研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高杰;家蠶內(nèi)源性piRNA促進家蠶piggyBac轉(zhuǎn)座子的穩(wěn)定性[D];西南大學(xué);2015年

2 楊晶晶;組織培養(yǎng)誘導(dǎo)下水稻met1-2突變體反轉(zhuǎn)座子Tos17活性與組蛋白修飾關(guān)系研究[D];東北師范大學(xué);2015年

3 潘曉寒;外源序列插入位點在基因組中的分步特征[D];南京大學(xué);2013年

4 倪欣濤;鴨疫里默氏桿菌轉(zhuǎn)座子隨機突變庫的構(gòu)建及毒力相關(guān)基因的篩選和鑒定[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 徐萌萌;生防菌gCLA4遺傳轉(zhuǎn)化體系及轉(zhuǎn)座子突變體庫的構(gòu)建[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

6 李曉歡;二化螟Ty3/gypsy反轉(zhuǎn)座子的克隆與序列分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 熊杵林;昆蟲MITE轉(zhuǎn)座子的比較基因組分析及數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建[D];重慶大學(xué);2015年

8 魏彬;基因組重測序作物的新轉(zhuǎn)座子鑒定及特征分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

9 陳楚潤;基于基因組重測序的玉米溫?zé)釒ё越幌缔D(zhuǎn)座子特征分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

10 周家慶;不同轉(zhuǎn)座子在豬和鼠胎兒成纖維細(xì)胞中轉(zhuǎn)座活性的比較研究[D];揚州大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于基因組重測序的玉米溫?zé)釒ё越幌缔D(zhuǎn)座子特征分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：272190