胡杨全基因组遗传干扰分析

发布时间：2020-06-03 13:40

【摘要】：在减数分裂过程中,一个交换的发生同时干扰了同一条染色体上另一个交换的发生,这种现象被称为遗传干扰(Crossoverinterference)。这种现象被发现距今已有一个多世纪,它首先被发现在减数分裂前期的同源亲本染色体之间,而且其分布并不是随机的。遗传干扰通过性别,压力以及年龄诱导的分化来扩大和维持遗传多样性等方面起到了巨大作用,其普遍存在于真核生物中,对真核生物的进化起着至关重要的作用。而胡杨(Populus euphrartica)作为我国西北荒漠地区的唯一乔木树种,对维持西北干旱-半干旱地区的生态平衡起到了至关重要的作用。目前,由于气候的变化和人为活动的影响,我国西北地区的天然胡杨林面积锐减,生态安全和农业面临很严峻的挑战。然而到目前为止,生物学研究对于它全基因组水平的遗传干扰机制并不是十分的清楚。因此,本研究基于由408个个体构建的胡杨全同胞遗传图谱数据,利用四点连锁分析模型(Four-point linkage analysis model)对胡杨三种类型(相邻区间,间隔区间以及三区间)的遗传干扰的详细分布进行量化,文章中我们将三个区间互相均发生干扰的现象称为高维遗传干扰,研究了染色体长度与总体高维遗传干扰强度的关系,以及染色体位置与总体高维遗传干扰的关系。通过研究得出了以下主要的结果:(1)高维遗传干扰分布在19个连锁群中,在每个染色体上均有不同的分布和强度;并且在四号连锁群和五号连锁群中存在强度较强的高维遗传干扰,而十一号连锁群的高维遗传干扰强度较低而间隔一个区间的遗传干扰强度显然比相邻区间的遗传干扰强度要低很多。(2)通过对每个染色体上高维遗传干扰强度的特征进行分析,对数据进行拟合研究发现2,3,4以及6号连锁群的高维遗传干扰强度与其长度存在较强的线性关系(R2=0.85);其他染色体的高维遗传干扰强度与染色体的长度以另一种斜率的线性关系存在。(3)研究同时发现染色体上的三个均等部分(依据遗传距离从小到大分别命名为:NO.1,N0.2和N0.3)之间的高维度遗传干扰强度的差异:每个连锁群中NO.1-N0.2,N0.2-NO.3和NO.1-N0.3的差异比在图中分别用蓝线,绿线以及红线表示,它们的范围分别为 0.1429-0.9474,0.0952-1.1250 和 0.2353-0.8750。通过本研究,我们发现高维遗传干扰现象在胡杨中是存在的,它的发生频率与其它两种遗传干扰类型有明显的不同。高维遗传干扰强度与染色体的长度存在线性的关系,不同染色体上的不同位置发生高维遗传干扰的强度是不同的。这进一步表明高维遗传干扰在胡杨生长、繁殖以及适应逆境环境等复杂机制中可能扮演重要角色。
【图文】：

连锁图谱,连锁群,遗传标记,胡杨

表２．１胡杨连锁图谱连锁群信息（徐放，，２０１６）逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．１邋Ｓｕｍｍａｒｙ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋１９邋ｌｉｎｋａｇｅ邋ｇｒｏｕｐｓ邋ｏｆ邋Ｐ．邋ｅａｐｈｒａｔｉｃａ逡逑连锁群逦标记平均间距（ｃＭ＞逦位点数量￣连锁群长度（ｃＭ＞逡逑Ｌｉｎｋａｇｅ邋Ｇｒｏｕｐ邋Ｍｅａｎ邋ｍａｒｋｅｒ邋ｓｐａｃｅ邋（ｃＭ）邋Ｌｏｃｉ邋ｎｕｍｂｅｒ邋Ｌｅｎｇｔｈ邋（ｃＭ）逡逑１逦０．５３逦１０００逦５３０．０３逡逑２逦０．６７逦６３４逦４２１．７８逡逑３逦０．５７逦５７１逦３２５．８７逡逑４逦０．５０逦５６８逦２８３．２９逡逑５逦０．５１逦５１６逦２６３．１９逡逑６逦０．５４逦４９０逦２６３．７８逡逑７逦０．６４逦４５０逦２８７．３８逡逑８逦０．４０逦４０４逦１６３．４５逡逑９逦０．５９逦３８６逦２２８．９６逡逑１０逦０．４９逦３７２逦１８１．０３逡逑１１逦０．４９逦３５８逦１７６．８７逡逑１２逦０．５３逦３７１逦１９５．１５逡逑

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３结果与分析逡逑我们在１９个连锁群中绘制了前八个连锁群的氋维遗传干扰，可以更直观地逡逑显示前八个连锁群上的高维度遗传千扰的分布（图３．２）。虽然染色体长度不同，但逡逑高维遗传干扰均匀分布在每条染色体内，且强度比其他两种类型的遗传干扰更大，逡逑更密集。此外，本研宄可以观察到发生遗传干扰的各标记的位置信息（图３．２）。同逡逑时，从三个图中可以得到一些结论，高维遗传干扰密度与染色体长度之间存在明逡逑显的相关性，不同的染色体长度导致不同强度的高维度遗传干扰发生。逡逑３７逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S792.11

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