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芸薹属内含子长度多态性和EST单核苷酸多态性研究

作　者: 张耿
导　师: 吴为人
学　校: 浙江大学
专　业: 作物学
关键词: 内含子芸薹属系统发生学 EST SNP
分类号: S184
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
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内容摘要

在公共数据库中,对于大多数尚未完成全基因组测序的物种而言,序列表达标签(EST,expressed sequence tag)是最丰富的序列资源。根据基因的同源性以及内含子位置的保守性,通过将任一植物的EST序列与模式植物(如拟南芥)的基因组序列进行比较,可以推测该植物的内含子位置。内含子序列以及EST序列本身都含有丰富的多态性,因而可以开发成分子标记,应用于遗传研究和育种实践。为了检测潜在的内含子多态性(potential intron polymorphism,PIP),必须在内含子两侧的外显子上设计一对引物,通过PCR将内含子扩增出来。本研究通过将B.napus和B.rapa的EST序列与拟南芥基因组进行比较,共设计了5264对PIP引物。从中随机选取200对引物,以萝卜和野芥为外类群,对29份芸薹属材料中进行实验分析,检验所推测的内含子位置的正确性和内含子长度多态性(intron length polymorphism,ILP),研究芸薹属中内含子长度的变异规律,并应用ILP标记对芸薹属的系统发生进行分析。结果表明:(1)95%的PIP引物可以在B.napus和B.rapa中扩增出单一清晰的条带,且从长度判断所有条带都包含内含子,说明这种预测内含子位点的方法非常准确;(2)在通过大规模染色体重组产生新物种的过程中,大量的内含子长度发生变异,而当新物种基因组结构稳定后,内含子长度变异率降低;(3)利用ILP数据构建系统发生树,可以将各个材料按照基因组型清晰地分开,表明ILP非常适用于系统发生学研究,特别是在不同的基因组型之间。利用EST数据的冗余性,本研究通过序列比较,对芸薹属EST上的SNP进行检索,获得了31788个芸薹属EST-SNP,并对这些EST-SNP的变异规律进行了分析。结果表明:(1)EST-SNP的挖掘需要有一定数量的冗余EST序列作为基础,当EST数量很少的时,EST-SNP的开发效率很低;(2)芸薹属EST-SNP的主要类型为C/T和A/G,占到EST-SNP总数的一半;(3)芸薹属EST序列内蕴含丰富的SNP资源,可以开发成分子标记,用于构建高密度遗传图谱和分子辅助育种。

全文目录

摘要  10-11
Abstract  11-13
前言  13-14
第一章文献综述  14-25
  1.1 内含子位点和内含子长度变异的相关研究  14-18
    1.1.1 内含子的起源和内含子位点进化模式  14-16
    1.1.2 内含子长度变异相关研究  16-18
  1.2 芸薹属比较基因组学研究  18-25
    1.2.1 早期的芸薹属分类和进化研究  18
    1.2.2 芸薹属的叶绿体和线粒体DNA分析  18-19
    1.2.3 芸薹属的核基因组比较研究  19-22
    1.2.4 拟南芥与芸薹属之间的比较研究  22-25
第二章芸薹属内含子长度变异规律的研究  25-39
  2.1 材料与方法  25-28
    2.1.1 芸薹属内含子长度多态性引物的设计  25-26
    2.1.2 芸薹属材料  26-28
    2.1.3 PCR扩增和电泳分离  28
    2.1.4 电泳条带的统计以及系统发生树的构建  28
  2.2 结果和分析  28-33
    2.2.1 芸薹属PIP引物的开发  28
    2.2.2 电泳分离结果  28-29
    2.2.3 ILP在不同基因组型之间的变异规律  29-31
    2.2.4 芸薹属系统发生树的构建  31-33
  2.3 讨论  33-39
    2.3.1 内含子变异在系统发生学研究上的应用  33
    2.3.2 内含子在各分类水平的变异规律  33
    2.3.3 不同类型序列所构建系统发生树的比较  33-35
    2.3.4 ILP特点总结  35-39
第三章芸薹属EST-SNP的发掘与分析  39-46
  3.1 材料与方法  39-40
    3.1.1 EST序列的获得  39-40
    3.1.2 EST序列的聚类和拼接  40
    3.1.3 SNP和Indel的挖掘  40
  3.2 结果与分析  40-44
    3.2.1 芸薹属EST-SNP挖掘概况  40-42
    3.2.2 芸薹属EST-SNP分析  42-44
    3.2.3 芸薹属EST序列中InDel分析  44
  3.3 讨论  44-46
结论  46-47
参考文献  47-58
附录  58-66
致谢  66-67
硕士研究生期间发表的论文  67

芸薹属内含子长度多态性和EST单核苷酸多态性研究

内容摘要

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