CR元件在小麦族的分布及偏穗鹅观草ChIP-seq分析
发布时间：2022-01-24 16:36
着丝粒是真核生物染色体上的一个特殊结构,其功能在不同真核生物中是保守的,但结构却千差万别。着丝粒在整个细胞周期中一直处于凝聚状态,使该区重组交换率低于其它染色体区域,DNA序列在进化上保存的较为完整。着丝粒是多倍体进化中不同基因组协调统一的重要区域之一,对其进行研究不仅有助于对多倍体的形成和进化有更进一步的认识,且对远缘杂交过程中新种质的形成机理有更深入的了解。鹅观草属植物已在远缘杂交育种中获得了较大成果,其中,偏穗鹅观草经鉴定对条锈病免疫,可对小麦进行遗传改良,对其着丝粒构成和与普通小麦间的亲缘关系进行研究可为小麦族物种在小麦遗传改良上的利用提供理论依据。本课题组前期研究表明,反转录转座子Fatima元件与Wegl元件在小麦着丝粒或近着丝粒区存在,且在小麦ABD基因组进化中存在差异。本研究对偏穗鹅观草中的上述元件进行研究,并以普通小麦及其它小麦族物种为材料,探讨这两个元件在小麦族物种上的分布规律及偏穗鹅观草St、Y基因组与小麦A、B、D基因组间的亲缘关系;同时对偏穗鹅观草进行ChIP-seq分析,以期找到偏穗鹅观草着丝粒功能序列,为研究多倍体的形成和进化提供依据。本研究主要获得如下结...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
着丝粒的主要结构域[13]
CR元件在小麦族的分布及偏穗鹅观草ChIP-seq分析5录转座子（thenon-Longterminalrepeatretrotransponson）[47]。LTR类反转录转座子又可以根据其是否包含反转录转座子所涉及的所有酶的开放阅读框（ORF）分为自主型和非自主型两类[48]。目前已有多种类型的非自主型LTR类反转录转座子被分离出来，如在大麦及相关基因组中富含的LARDs（LargeRetrotransposonDerivatives，LARDs）[49]、在单子叶和双子叶植物中同时存在的TRIMs（theTerminal-RepeatRetrotransposonsInMiniature，TRIMs）[50]及各种内部序列存在缺失的元件[48]。非自主型反转录转座子不能自主转座，它们的转座可能需要其它反转录转座子编码的与迁移相关的蛋白质的帮助。自主型反转录转座子根据其Pol框中基因编码顺序的不同分为Ty1/copia类和Ty3/gypsy类，本课题组李葆春老师根据前人的研究绘制了这两类反转录转座子的结构图[43,46,51,52]（如图1.2所示）。图1.2Ty1/copia类和Ty3/gypsy类反转录转座子的结构[51]Figure1.2GeneralstructureoftheTy1/copiaandTy3/gypsyretrotransposonsTy1/copia类反转录转座子在染色体上没有特异性分布，可弥散分布于除着丝粒、端粒和核仁组织中心等异染色质区以外的整条染色体上，如大麦BARE-1和烟草Tnt1等[46,53]，但在某些物种中也有例外，如在拟南芥和鹰嘴豆（Cicerarietinum）中发现该类反转录转座子在着丝粒附近的异染色质区成簇存在[54]；在高粱着丝粒BAC克隆中发现有一个亚克隆与Ty1/copia类反转录转座子具有一定相似性[43]；在二倍体拟鹅观草中发现的Ty1/copia类反转录转座子Unnamedfam6主要分布于小麦和偃麦草的着丝粒及近着丝粒区[55]，这些都说明了Ty1/copia类
甘肃农业大学2020届硕士学位论文12在于近着丝粒区且在D基因组富集的反转录转座子。甘敏[2]以小麦CRW为探针对偏穗鹅观草进行FISH分析发现CRW在偏穗鹅观草的所有染色体着丝粒区都有分布，但对其是否参与偏穗鹅观草功能着丝粒的形成并未作出进一步的解释。图1.3CRW在偏穗鹅观草染色体上的分布[2]Figure1.3DistributionofCRWonRoegneriakomarovi(Nevski)Nevskichromosomes1.2研究内容及意义本论文研究内容包括：1）利用本课题组前期发现的Fatima元件和Wegl元件，分析这两类元件在普通小麦、偏穗鹅观草及其它小麦族物种染色体上的分布；2）利用ChIP-seq技术分析小麦CRW是否参与偏穗鹅观草动粒的形成，探究偏穗鹅观草中是否含有其它着丝粒功能序列。分析着丝粒功能序列在小麦及其近缘种中的种类、含量和分布等特征，有助于理解多倍体物种的起源和形成及异源多倍体中不同基因组间的分化和协调。通过探究着丝粒序列与其功能蛋白间的关系，有利于探明远缘杂交成功的条件，为育种工作提供可以借鉴的信息，从而为后期培育出更加优质的小麦新品种作出贡献。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青海高原披碱草属种间天然杂种的细胞学鉴定[J]. 路兴旺,刘博,刘瑞娟,窦全文. 植物研究. 2019(06)
[2]小麦育种的未来:新技术与新方向[J]. 谭一泓. 高科技与产业化. 2019(09)
[3]非交联染色质免疫共沉淀及其二代测序技术建库方法的优化[J]. 彭昂惠,李昭强,张燕,冯德龙,郝冰涛. 南方医科大学学报. 2019(06)
[4]烟草18S rDNA染色体原位杂交技术优化研究[J]. 王金英,曹帅,党江波,梁国鲁,杨超,张艳,陈益银. 中国烟草学报. 2019(02)
[5]小麦-黑麦抗条锈病1BL/1RS易位系8-2-1的鉴定[J]. 梁邦平,刁慧珊,李家创,袁凤平,刘洋,白宇皓,李毛,郝冬冬,白升升,武军,赵继新,杨群慧,陈新宏. 麦类作物学报. 2018(09)
[6]小麦-黑麦1BL/1RS易位系7-1抗纹枯病的分子细胞学鉴定[J]. 梁邦平,郝冬冬,刁慧珊,李家创,袁凤平,李毛,武军,赵继新,陈新宏. 农业生物技术学报. 2018(04)
[7]水稻着丝粒特异组蛋白CENH3抗体的制备与应用[J]. 薛超,张融,郭瑞,刘帅,刘晓宇,沈明晨,邓世峰,龚志云. 中国水稻科学. 2017(05)
[8]小麦–黑麦易位系T1BL·1RS在小麦品种中的分布及其与小麦赤霉病抗性的关联[J]. 李韬,郑飞,秦胜男,李磊,顾世梁. 作物学报. 2016(03)
[9]3种鹅观草耐盐鉴定指标的筛选研究[J]. 张谨华,郭平毅. 基因组学与应用生物学. 2014(06)
[10]拟鹅观草属与鹅观草属和披碱草属属间及种间杂种的细胞学研究[J]. 张春,王晓丽,于海清,张海琴,周永红. 草业学报. 2009(03)
博士论文
[1]小麦族H、P、St和Y基因组遗传演化分析[D]. 王秋霞.中国农业科学院 2012
[2]草莓基因组中LTR反转录转座子的分离和鉴定[D]. 马跃.沈阳农业大学 2008
硕士论文
[1]小麦及偃麦草属植物着丝粒区功能序列分析[D]. 汤才国.南京农业大学 2014
[2]小冰麦33苗期抗叶锈性鉴定及抗叶锈基因研究[D]. 刘莉.河北农业大学 2006
本文编号：3606922
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
着丝粒的主要结构域[13]
CR元件在小麦族的分布及偏穗鹅观草ChIP-seq分析5录转座子（thenon-Longterminalrepeatretrotransponson）[47]。LTR类反转录转座子又可以根据其是否包含反转录转座子所涉及的所有酶的开放阅读框（ORF）分为自主型和非自主型两类[48]。目前已有多种类型的非自主型LTR类反转录转座子被分离出来，如在大麦及相关基因组中富含的LARDs（LargeRetrotransposonDerivatives，LARDs）[49]、在单子叶和双子叶植物中同时存在的TRIMs（theTerminal-RepeatRetrotransposonsInMiniature，TRIMs）[50]及各种内部序列存在缺失的元件[48]。非自主型反转录转座子不能自主转座，它们的转座可能需要其它反转录转座子编码的与迁移相关的蛋白质的帮助。自主型反转录转座子根据其Pol框中基因编码顺序的不同分为Ty1/copia类和Ty3/gypsy类，本课题组李葆春老师根据前人的研究绘制了这两类反转录转座子的结构图[43,46,51,52]（如图1.2所示）。图1.2Ty1/copia类和Ty3/gypsy类反转录转座子的结构[51]Figure1.2GeneralstructureoftheTy1/copiaandTy3/gypsyretrotransposonsTy1/copia类反转录转座子在染色体上没有特异性分布，可弥散分布于除着丝粒、端粒和核仁组织中心等异染色质区以外的整条染色体上，如大麦BARE-1和烟草Tnt1等[46,53]，但在某些物种中也有例外，如在拟南芥和鹰嘴豆（Cicerarietinum）中发现该类反转录转座子在着丝粒附近的异染色质区成簇存在[54]；在高粱着丝粒BAC克隆中发现有一个亚克隆与Ty1/copia类反转录转座子具有一定相似性[43]；在二倍体拟鹅观草中发现的Ty1/copia类反转录转座子Unnamedfam6主要分布于小麦和偃麦草的着丝粒及近着丝粒区[55]，这些都说明了Ty1/copia类
甘肃农业大学2020届硕士学位论文12在于近着丝粒区且在D基因组富集的反转录转座子。甘敏[2]以小麦CRW为探针对偏穗鹅观草进行FISH分析发现CRW在偏穗鹅观草的所有染色体着丝粒区都有分布，但对其是否参与偏穗鹅观草功能着丝粒的形成并未作出进一步的解释。图1.3CRW在偏穗鹅观草染色体上的分布[2]Figure1.3DistributionofCRWonRoegneriakomarovi(Nevski)Nevskichromosomes1.2研究内容及意义本论文研究内容包括：1）利用本课题组前期发现的Fatima元件和Wegl元件，分析这两类元件在普通小麦、偏穗鹅观草及其它小麦族物种染色体上的分布；2）利用ChIP-seq技术分析小麦CRW是否参与偏穗鹅观草动粒的形成，探究偏穗鹅观草中是否含有其它着丝粒功能序列。分析着丝粒功能序列在小麦及其近缘种中的种类、含量和分布等特征，有助于理解多倍体物种的起源和形成及异源多倍体中不同基因组间的分化和协调。通过探究着丝粒序列与其功能蛋白间的关系，有利于探明远缘杂交成功的条件，为育种工作提供可以借鉴的信息，从而为后期培育出更加优质的小麦新品种作出贡献。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青海高原披碱草属种间天然杂种的细胞学鉴定[J]. 路兴旺,刘博,刘瑞娟,窦全文. 植物研究. 2019(06)
[2]小麦育种的未来:新技术与新方向[J]. 谭一泓. 高科技与产业化. 2019(09)
[3]非交联染色质免疫共沉淀及其二代测序技术建库方法的优化[J]. 彭昂惠,李昭强,张燕,冯德龙,郝冰涛. 南方医科大学学报. 2019(06)
[4]烟草18S rDNA染色体原位杂交技术优化研究[J]. 王金英,曹帅,党江波,梁国鲁,杨超,张艳,陈益银. 中国烟草学报. 2019(02)
[5]小麦-黑麦抗条锈病1BL/1RS易位系8-2-1的鉴定[J]. 梁邦平,刁慧珊,李家创,袁凤平,刘洋,白宇皓,李毛,郝冬冬,白升升,武军,赵继新,杨群慧,陈新宏. 麦类作物学报. 2018(09)
[6]小麦-黑麦1BL/1RS易位系7-1抗纹枯病的分子细胞学鉴定[J]. 梁邦平,郝冬冬,刁慧珊,李家创,袁凤平,李毛,武军,赵继新,陈新宏. 农业生物技术学报. 2018(04)
[7]水稻着丝粒特异组蛋白CENH3抗体的制备与应用[J]. 薛超,张融,郭瑞,刘帅,刘晓宇,沈明晨,邓世峰,龚志云. 中国水稻科学. 2017(05)
[8]小麦–黑麦易位系T1BL·1RS在小麦品种中的分布及其与小麦赤霉病抗性的关联[J]. 李韬,郑飞,秦胜男,李磊,顾世梁. 作物学报. 2016(03)
[9]3种鹅观草耐盐鉴定指标的筛选研究[J]. 张谨华,郭平毅. 基因组学与应用生物学. 2014(06)
[10]拟鹅观草属与鹅观草属和披碱草属属间及种间杂种的细胞学研究[J]. 张春,王晓丽,于海清,张海琴,周永红. 草业学报. 2009(03)
博士论文
[1]小麦族H、P、St和Y基因组遗传演化分析[D]. 王秋霞.中国农业科学院 2012
[2]草莓基因组中LTR反转录转座子的分离和鉴定[D]. 马跃.沈阳农业大学 2008
硕士论文
[1]小麦及偃麦草属植物着丝粒区功能序列分析[D]. 汤才国.南京农业大学 2014
[2]小冰麦33苗期抗叶锈性鉴定及抗叶锈基因研究[D]. 刘莉.河北农业大学 2006
本文编号：3606922
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