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稻属几个种基因组结构分析

作　者: 李智
导　师: 覃瑞
学　校: 中南民族大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 核型荧光原位杂交重复序列 DNA条形码
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

1.利用粳稻日本晴的基因组DNA及其Cot-1DNA为探针，分别对日本晴自身染色体组、籼稻广陆矮4号的染色体组和普通野生稻的染色体组进行了GISH（Genome in situ hybridization）与Cot-1DNA FISH分析，并对三种染色体组进行了同源聚类和比较研究。结果显示，粳稻基因组DNA和Cot-1DNA探针信号在三种水稻染色体组中的分布状况和覆盖率很相似，Cot-1DNA探针信号在粳稻、籼稻和普通野生稻染色体组的覆盖率分别为47.13±0.18%、45.89±0.22%、44.24±0.21%，说明三种水稻基因组的同源性比较高，亲缘关系十分接近，通过对杂交信号的分布状况分析显示，Cot-1DNA在3种水稻染色体上的分布有其各自的特点，说明这些中高度重复序列的变异在普通野生稻向栽培稻进化的过程中起到了较大的作用，而且可能参与到亚洲栽培稻籼、粳分化的过程中。进一步结合GISH的结果发现那些中高度重复序列含量较低的染色体是水稻染色体组进化过程中相对活跃的成分，研究还表明，利用Cot-1DNA FISH结合调整洗脱严谨度的方法在研究种间和亚种间的遗传分化中非常有效。2.为了阐述籼稻与野生稻杂交后代基因组水平上发生的变化，本研究利用GISH技术，以杂交稻母本籼稻珍汕97的基因组DNA为探针，对珍汕97自身及四个家系的杂交稻种进行了比较基因组学分析。实验结果表明，珍汕97的基因组探针信号在四个家系杂交稻的染色体上均有分布，但是分布的强弱各有不同。作者推测是非传统的重组与转座机制导致了这一现象。同时本研究还表明GISH技术应用于远缘杂交水稻后代的比较基因组学分析能够有效的反应出杂交水稻后代基因组水平上的变化。3.利用源于栽培稻和药用野生稻比较分子遗传图的RFLP片段作为混合探针，对普通野生稻进行了荧光原位杂交实验，依据同源性多少作为对应的染色体编号，结果表明，本研究中所确定普通野生稻染色体并不遵循染色体长度随染色体编号递减的顺序进行的，该研究依据比较分子遗传图对稻属不同种进行染色体同源性聚类，有助于对同一个属中不同种进行比较基因组研究。4.分别利用稻属matK基因与nad72^ndintron序列探讨了稻属几个种之间的系统发育关系。总结了被研究稻种之间的matK基因与nad72^ndintron序列的相关特性并基于这两种序列构建了这两个序列的系统发育树，研究发现，稻属中，nad72^ndintron序列的进化速度较matK基因的进化速度慢，本研究中验证了matK基因序列与nad72^ndintron序列作为DNA条形码的可能性。5.利用流式细胞术测定了稻属中，大颖、高杆与宽叶三个种的基因组大小。大颖野生稻基因组大小约为548.8Mbp；高杆野生稻基因组大小约为784Mbp；宽叶野生稻基因组大小约为1117.2Mbp。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
第1章前言  12-20
  1.1 稻属资源研究概况  12-13
    1.1.1 栽培稻简介  13
    1.1.2 栽培稻资源的利用  13
  1.2 普通野生稻的研究概况  13-14
  1.3 栽培稻种的起源与分化研究概况  14-15
  1.4 稻属比较基因组学研究进展  15
  1.5 植物基因组重复序列研究概述  15-16
    1.5.1 植物基因组重复序列简介  16
    1.5.2 植物基因组中重复序列的意义  16
    1.5.3 重复序列的应用  16
  1.6 荧光原位杂交技术的发展  16-17
  1.7 植物种及亚种分类依据研究概况  17-18
  1.8 野生稻资源在水稻育种中的应用现状与意义及其后代的鉴定  18-19
  1.9 本研究的目的和意义  19-20
第2章材料与方法  20-25
  2.1 植物材料和染色体制片  20
  2.2 主要试剂  20-22
  2.3 植物总 DNA 的制备  22
  2.4 C_0t-1 DNA 制备  22-23
  2.5 RFLP 片段的获取  23
  2.6 探针标记与检测  23-24
  2.7 荧光原位杂交及检测  24-25
第3章粳稻基因组 DNA 与 Cot-1 DNA 对普通野生稻与亚洲栽培稻的比较分析  25-36
  3.1 结果与分析  25-34
    3.1.1 日本晴、广陆矮四号和普通野生稻的 GISH 分析  25-27
    3.1.2 日本晴、广陆矮四号和普通野生稻的 Cot-1 DNA FISH 分析  27-29
    3.1.3 基于 FISH 图像的核型分析  29-34
  3.2 讨论  34-36
第4章利用 GISH 技术对籼稻与野生稻回交后代的比较基因组学分析  36-43
  4.1 结果与分析  36-41
    4.1.1 珍汕 97 基因组 DNA 探针对珍汕 97 自身、H1、H3.1、H4 和 H15 的 GISH 分析  36
    4.1.2 基于 FISH 图像的核型分析  36-41
  4.2 讨论  41-43
第5章利用栽培稻与药用野生稻染色体上的 RFLP 片段对普通野生稻进行的染色体核型分析  43-47
  5.1 结果与分析  43-47
第6章分别利用 matK 基因与 nad72ndintron 序列对几个稻种系统发育关系的探讨  47-58
  6.1 实验主要试剂、材料与方法  48-52
    6.1.1 实验材料  48
    6.1.2 实验主要试剂  48
    6.1.3 实验方法  48-52
      6.1.3.1 植物总 DNA 制备  48-49
      6.1.3.2 matK 序列与 nad72ndintron 序列的扩增  49-50
      6.1.3.3 PCR 产物回收  50
      6.1.3.4 感受态细胞的制备  50
      6.1.3.5 目的片段连接与转化  50-52
      6.1.3.6 测序与分析  52
  6.2 结果与分析  52-56
  6.3 讨论  56-58
第7章利用流式细胞术对稻属 CCDD 基因组中三个种基因组大小的测定  58-61
  7.1 实验材料、试剂与方法  58-59
    7.1.1 实验材料  58
    7.1.2 实验试剂与配方  58-59
    7.1.3 实验方法  59
  7.2 结果与分析  59-61
结论  61-63
参考文献  63-70
致谢  70-71
附录A 攻读学位期间已完成或发表的论文  71

稻属几个种基因组结构分析

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