六倍体小麦全基因组SSR普查及分子标记的开发与评价

摘要

六倍体普通小麦（Triticum aestivum）作为通过异源多倍化过程形成的最典型物种之一，具有重要的农业地位。六倍体小麦的三个二倍体祖先中的两个已经得到确认:乌拉尔图小麦Triticum urartu和粗山羊草Aegilops tauschii，但B基因组的起源仍存在争议。微卫星重复序列是植物基因组的重要组成部分，分布在整个基因组中。最初被认为是“垃圾DNA”，而最近的研究已经证明他们可以在影响基因活动、染色质组织变化和DNA代谢过程中发挥关键的作用。除了它们的直接生物功能，微卫星已经被证明是高可变共显性标记的丰富来源，因为它们经历了高速率的单碱基插入和缺失突变。在过去15年，微卫星标记广泛用于许多研究领域，如数量性状位点(QTL)作图，遗传多样性研究，标记辅助选择和进化研究。
　　本研究利用最新版本的六倍体普通小麦survey序列和已测序的其他禾本科物种序列，利用MISA软件寻找SSR位点，普查禾本科物种SSR的分布丰度情况，并利用Primer5.0合成小麦SSR maker，通过电子PCR进行模拟扩增，根据扩增结果分析小麦近缘种之间的进化关系;筛选合成的小麦SSR maker中的特异引物，分析其在小麦不同品种间的多态性及在近缘种间的可转导性，并随机挑选合成21对引物进行验证。得到以下结果:
　　(1)17个测序的物种（14种禾本科植物和另外三个物种）中，共有4，763，266个SSR位点被检测到，平均分布频率为126.83个/Mb，其中8个Triticeae物种的SSR特征相似。
　　(2)Aegilops tauschii是与六倍体小麦亲缘关系最接近的物种，其次分别是Triticum urartu,Triticum turgidum和Aegilops speltoides，而Triticum monococcum,Aegilops sharonensis和Hordeum vulgare显示出相对较低的PCR扩增效率。
　　(3)六倍体小麦亚基因组内序列的相似度高于同源染色体相互之间的序列相似性。
　　(4)经过严格筛选，共有20169个标记物在小麦及其近缘物种中显示出很高的扩增效率和多态性潜力。后与公开的已有小麦分子标记整合，锚定到中国春的基因组中。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 序言

1．1 多倍化事件概述

1．1．1 多倍化事件的发展

1．1．2 植物中的多倍化

1．2 六倍体普通小麦的起源

1．2．1 六倍体普通小麦的起源进化历程

1．2．2 六倍体普通小麦祖先的争议

1．2．3 小麦染色体重组事件

1．2．4 中国春小麦Chinese Spring

1．3 SSR分子标记研究进展

1．3．1 简单重复序列SSR概述

1．3．2 SSR分子标记概述

1．3．3 SSR分子标记的应用进展

1．3．4 SSR分子标记的优劣势

1．3．5 基于高通量测序的SSR分子标记的发展

1．4 立题意义与技术路线

1．4．1 立题意义

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

第二章 已测序禾本科物种SSR分布特征普查

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料与数据来源

2．1．2 SSR的搜索与鉴定

2．1．3 基因的功能富集

2．2 结果与分析

2．2．1 禾本科物种SSR的分布特征

2．2．2 SSR所在基因的功能富集分类

第三章 六倍体小麦SSR的分布特征

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料与数据来源

3．1．2 SSR的搜索与鉴定

3．1．3 重复原件的分析策略及功能注释

3．2 结果与分析

3．2．1 六倍体小麦SSR的分布特征

3．2．2 六倍体小麦SSR的分布与基因及TE原件的关系

第四章 六倍体小麦全基因组水平SSR分子标记的开发与评价

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 基于鉴定SSR的批量引物设计

4．1．3 e-PCR模拟扩增

4．1．4 小麦DNA的提取

4．1．5 PCR扩增和产物检测

4．2 结果与分析

4．2．1 六倍体小麦SSR引物的设计与筛选

4．2．2 六倍体小麦SSR引物的PCR模拟扩增

4．2．3 六倍体小麦SSR分子标记的多态性分析

4．2．4 六倍体小麦SSR分子标记在不同物种中的可转导性分析

4．2．5 六倍体小麦SSR分子标记的PCR实验验证

第五章 SSR角度探讨小麦起源进化

5．1 材料与方法

5．1．1 实验材料

5．2．1 六倍体小麦ABD亚基因组起源的推断

5．2．2 六倍体小麦各染色体上SSR分子标记的相互扩增

第六章 新开发SSR分子标记与已有公开的小麦分子标记的整合

6．1 材料与方法

6．1．1 实验材料

6．1．2 分子标记整合方法

6．2 结果与分析

6．2．1 六倍体小麦分子标记的整合

第七章 结论

参考文献

致谢

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