發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 11:07

【摘要】：單倍型是指單條染色體上具有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)性的一類變異位點(diǎn)的組合,每一條染色體都有自己獨(dú)特的單倍型,在減數(shù)分裂過程中,同源染色體非姐妹染色單體之間的重組可以產(chǎn)生新的單倍型,促進(jìn)遺傳信息的廣泛重組,為基因組進(jìn)化提供動力。單倍型分析技術(shù)作為一種常用的數(shù)據(jù)分析方法,是尋找單染色體上雜合SNP變異位點(diǎn)的有效方法,對挖掘致病基因,尋找疾病治療新方法有重要作用。普通小麥(Triticum aestivum L.,2n=6X=42,AABBDD)是由AA、BB和DD三個(gè)染色體組構(gòu)成的異源六倍體,是種植最廣泛的糧食作物之一。7DL染色體大小約為340 Mb,含有諸多與植物生長發(fā)育有關(guān)的基因。單染色體單倍型分析技術(shù)能夠?qū)ν�源染色體序列進(jìn)行比較分析,為個(gè)體親緣關(guān)系追蹤、等位基因差異分析和遺傳重組熱點(diǎn)分析等提供重要信息。目前有效的植物單染色體單倍型分析技術(shù)還沒有報(bào)道。本研究的目的是以小麥7DL同源染色體為材料,探索構(gòu)建植物單染色體單倍型的技術(shù)體系。本研究以普通小麥7DL雙端體附加系為材料,用成熟的單染色體顯微分離技術(shù)成功地將同一分裂相中分散較好的兩條7DL同源染色體分離出來,分別用MDA和MALBAC技術(shù)對其進(jìn)行基因組擴(kuò)增。通過對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行濃度檢測、片段大小檢測和FISH熒光信號檢測,發(fā)現(xiàn)MDA法擴(kuò)增產(chǎn)物濃度高達(dá)2,000 ng/μL,片段大小約為15 Kb,在每條染色體上熒光信號均勻分布,無明顯擴(kuò)增偏向性。然而,MALBAC擴(kuò)增產(chǎn)物濃度僅為600 ng/μL,片段大小為200-5,000 bp,在所有染色體上也都有熒光信號分布,但是在其端部都沒有熒光信號,具有明顯的擴(kuò)增偏向性。因此,MDA擴(kuò)增產(chǎn)物明顯優(yōu)于MALBAC擴(kuò)增產(chǎn)物,我們用MDA擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。為了驗(yàn)證MDA擴(kuò)增產(chǎn)物是否含有微生物及細(xì)胞質(zhì)基因組和小麥其他染色體污染,我們選取大腸桿菌復(fù)制起始蛋白DnaN、DnaA和葉綠體基因Psb C、PsbD,以及5AL,7BS,5BL,4DS和7AL等小麥其他染色體上的基因?qū)�MDA擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行PCR檢測,發(fā)現(xiàn)MDA擴(kuò)增產(chǎn)物含有少量微生物及葉綠體基因組污染,但不含小麥其他染色體污染。為了進(jìn)一步驗(yàn)證MDA擴(kuò)增產(chǎn)物的完整性,我們選用了22個(gè)7DL SSR分子標(biāo)記、10個(gè)7DL基因進(jìn)行PCR檢測,發(fā)現(xiàn)能擴(kuò)增出大部分的分子標(biāo)記和基因,表明MDA擴(kuò)增產(chǎn)物完整性較好且包含7DL上的一些基因,可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。最后對不同種子(不同世代)的7DL同源染色體1-1,1-2,5-1和5-2進(jìn)行660K SNP芯片檢測并建立了7DL同源染色體的SNP基因型物理圖譜,發(fā)現(xiàn)同源染色體1-1與1-2相同的SNP位點(diǎn)占1-1總位點(diǎn)數(shù)的50%,占1-2總位點(diǎn)數(shù)的42%;5-1與5-2相同的SNP位點(diǎn)數(shù)約占其各自總位點(diǎn)數(shù)的57%。然后對1-1,1-2,5-1和5-2 SNP差異位點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn),5-1和5-2與1-1相同的SNP位點(diǎn)分別約占各自總SNP位點(diǎn)數(shù)的30%,與1-2相同的SNP位點(diǎn)數(shù)分別約占各自總SNP位點(diǎn)數(shù)的37%,剩余的大約50%是5-1和5-2自身特異的基因型。說明同源染色體間存在差異,而且不同株系的不同后代同源染色體間差異較大。本研究初步建立了7DL同源染色體單倍型分析技術(shù)體系,對尋找同源染色體間差異,分析基因重組、染色體進(jìn)化及雜種優(yōu)勢,挖掘優(yōu)異等位基因等方面有重要價(jià)值,同時(shí)也為建立一套植物通用的單染色體單倍型分析技術(shù)體系奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S512.1
【圖文】：

普通小麥 7DL 同源染色體單倍型構(gòu)建技術(shù)體系的建立更好更完整的單倍型信息[64]。2017 年，Bansal 等在 HapCUT 基礎(chǔ)上2 單倍型組裝技術(shù)。HapCUT2 能對各種不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行組裝，與降低了組裝的錯(cuò)誤率，提高了序列組裝的精確性，是目前單倍型組術(shù)[65]。

圖 1-2 本研究技術(shù)路線圖Fig. 1-2 Technology roadmap of this research注：圖中紅色箭頭表示未做。Note: The red arrows in the graph indicate that they have not been done.

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本文編號：2731746