特定同源多倍体水稻自交后代的遗传

特定同源多倍体水稻自交后代的遗传

一、特异同源多倍体水稻自交后代的遗传研究(论文文献综述)

张清[1](2021)在《甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究》文中进行了进一步梳理甘蔗被誉为是改变世界的四大作物之一,其种植推动了世界范围内的大规模的人口迁徙,深刻地影响了近代人类的文明史。甘蔗属于禾本科、甘蔗属,为全球贡献了80%的糖和40%的乙醇,是重要的糖料作物和能源作物。甘蔗割手密种是形成现代栽培种甘蔗育种过程中的两个原始种之一,它与热带种进行杂交得到的后代与热带种进行多代回交得到了现代栽培种甘蔗,提供了现代栽培种甘蔗抗逆、多分蘖等生物学性状的遗传背景。因此,甘蔗割手密种的遗传血缘使现代甘蔗杂种几乎成为了全世界所有的甘蔗种植品种。然而,甘蔗的遗传背景高度复杂,并且是多倍体,其基因组的解析相较于其他大宗作物具有更大的挑战,甘蔗属的基因组学研究相对滞后。前期,本课题组对染色体基数为X=8的同源四倍体割手密AP85-441基因组进行了解析,研究了甘蔗割手密种的演化和重要生物学性状(如抗逆、高光合和糖分积累等)的遗传基础,但对包括割手密种在内的甘蔗属起源与演化尚不清楚,特别是对割手密染色体结构的重组与不同染色体基数的基因组学均没有深入研究。为此,本研究对保持祖先染色体重组前的染色体基数为X=10的自然同源四倍体割手密Np-X基因组进行了测序组装分析,并系统分析了割手密种在甘蔗属与禾本科的演化地位。为了探究割手密种的起源和不同遗传背景的种群演化,本研究对102份重测序的割手密材料进行群体基因组学分析,揭示了割手密种的起源和不同遗传背景的割手密群体的演化规律。主要结果如下:解析保持祖先染色体重组前的割手密基因组是研究割手密系统演化和群体遗传学的基础。为了获得高质量的割手密Np-X基因组,本研究利用三代Pac Bio Sequal II平台的环形一致性测序技术(Circular Consensus Sequencing,CCS)对甘蔗割手密种Np-X进行了全基因组测序,结合全染色质构象捕获技术(High-throughput Chromosome Conformation Capture,Hi-C)和多倍体组装软件ALLHi C将割手密Np-X基因组组装完成并挂载到了染色体水平,获得了40条染色体的高质量的自然同源四倍体割手密Np-X基因组,组装得到的基因组大小为2.76 Gb,占预估基因组大小的97.50%,其Contig和Scaffold的N50分别为404 Kb和66 Mb,全基因组的挂载率为99.12%,远高于之前发表的甘蔗基因组。在这40条染色体中,分别有82.5%和65.0%的染色体有完整的着丝粒和端粒。BUSCO和CEGMA的评估表明,割手密Np-X基因组的完整度达到了95%以上,说明其基因组组装的质量较高。进一步对割手密Np-X基因组进行注释,共得到了35,830个基因,这些基因共包含122,945个等位,其中有90%以上的基因至少含有两个等位。在这些注释的基因中,约有93.67%的基因能在主要的数据库中注释到功能信息,与之前发表的割手密基因组相比,割手密Np-X基因组的组装和注释均有显着的提高。高质量等位水平的同源四倍体割手密Np-X基因组为后续的割手密系统演化和群体遗传学分析奠定了研究基础。为了揭示割手密的系统演化关系,首先,本研究系统地比较了割手密与其它包括高粱、芒草在内的近缘物种的基因组共线性,明确了染色体基数为X=10的割手密是割手密种的祖先形态,并揭示了5号和8号染色体的断开后重组是割手密种由基础染色体基数为X=10到染色体基数为X=8演化的基因组学基础,进一步明确了甘蔗割手密种的核型演化历史。而且,X=8与X=10的割手密的基因组结构比较表明了割手密祖先的5号和8号染色体的断裂重组是发生在这两条染色体的着丝粒区域,它们断裂后的着丝粒在重组的染色体上发生了失活并逐渐退化。其次,本研究也利用了同义碱基替换率(Synonymous base substitution rate,Ks)来探究甘蔗割手密种与近缘物种的系统演化关系,Ks的结果表明,割手密Np-X(X=10)与种内的割手密AP85-441(X=8)分化的时间约为0.8百万年,与甘蔗属内的热带种的分化时间约为1.6百万年,而甘蔗属与芒草属的分化时间约为4.0百万年,与高粱属的分化时间约为6.4百万年,并揭示了甘蔗属的全基因组复制事件是独立发生的。本研究进一步通过比较割手密种内(Np-X、AP85-441)及近缘物种(热带种、芒草、高粱)的长末端重复(Long terminal repeats,LTR)类型转座子(Transposon element,TE)的爆发时间来解析割手密种的系统演化关系,结果表明LTR类型TE的爆发时间与这几个物种的分化时间紧密相关,进一步确认了基于基因组共线性和Ks计算推测的割手密种的系统演化关系的结论。这些研究结果首次全面地解析了割手密种系统演化关系,为甘蔗种质资源的遗传多样性评价和新种质资源的发掘提供了重要的参考依据。甘蔗育种界关注的生物学性状主要有生物量、光合作用、糖分代谢和抗逆等。为了研究这些重要生物学性状的遗传基础,本研究对割手密的基因家族在禾本科演化中的收缩与扩张情况进行了分析,并重点关注了糖分代谢、糖分转运、C4光合以及NBS等相关基因家族,结果显示,这些基因家族的亚家族基因在割手密中均存在不同程度的扩张,其中有6个家族的扩张只发生在割手密Np-X中,而有10个家族的扩张程度在割手密Np-X和割手密AP85-441中存在差异,说明这些基因家族扩张可能与割手密的种内分化有关。另外,糖分转运是甘蔗糖分积累过程中的重要环节。为了研究甘蔗糖分转运的遗传基础,本研究利用比较基因组学手段在割手密基因组中鉴定到了105个糖分转运蛋白基因(Sugar transporter,ST),这些糖分转运蛋白基因可以分为8个亚家族,进一步与近缘物种比较,发现多醇转运蛋白(Polyol transporter,PLT)亚家族和己糖转运蛋白(Hexose transporter,STP)亚家族基因在割手密种中发生了成员扩张,并发现这种扩张现象是由串联复制导致的,揭示了甘蔗属糖分积累的早期演化规律。为了研究甘蔗ST基因潜在的功能,本研究利用来自高糖的热带种和低糖的割手密种的226个样本的转录组进行表达谱分析,发现有50个STs在两个甘蔗种的叶片组织中呈现不同的时空表达模式,有10个STs分别在茎中特异表达和响应昼夜节律。综合代谢数据推测STP7可能是一个糖饥饿诱导的基因;STP13可能在衰老组织中介导糖分的回收;PLT11、PLT11_T1、TMT3和TMT4可能对突破库组织的存储糖分能力的极限具有重要作用。SUT1、SUT1_T1、PLT11、TMT4、p Glc T2和VGT3在两个甘蔗种中行使不同的功能。甘蔗重要生物学性状相关的基因家族的演化与功能的解析,为甘蔗未来的分子育种提供了证据支持。研究表明染色质的三维空间结构参与了基因表达的精确调控,并且基因组的演化会影响其三维结构的变化。而同源多倍体三维基因组学研究尚属一片空白。为了研究同源四倍体甘蔗割手密的三维基因组学特征,本研究利用Hi-C数据分析了甘蔗割手密Np-X的染色质三维结构特征,并根据一维向量(First Principal Component,PC1)对每条染色体进行A/B隔间的划分和同源染色体之间的三维结构保守性分析,结果显示,同源四倍体割手密Np-X中3-保守和2-保守的区域分别占59.9%和26.4%,而全保守的区域只占13.7%,表明了同源多倍体的同源染色体之间虽然高度相似,但是空间结构存在不保守性,可能是由于同源多倍体需要利用变化的空间结构来调控主效基因的表达进而克服多个等位引起的冗余现象。为了进一步探究重组染色体三维结构在割手密的演化过程中的变化,本研究也比较了在割手密Np-X和割手密AP85-441中发生重组的染色体(2、5、6、7、8、9)的三维结构在水稻、高粱、割手密Np-X和割手密AP85-441的演化过程中的保守性,结果显示,2、5、7和9号染色体在这几个物种中有74%~87%的同源区域的三维结构较为保守,表明了这几条染色体可能对禾本科物种的演化具有重要的意义。而且,割手密Np-X的5号和8号染色体在两个割手密材料的比较中表现出高比例的A到B隔间的转换,说明染色体的断裂重组可能促进了它们三维结构由激活状态向非激活状态的转变,进而影响了基因的表达调控和促进了割手密种内的形态特征的分化。这部分研究首次解析了同源多倍体的三维结构特征,并揭示了重组染色体三维结构在割手密及其近缘物种中的演化规律,为同源多倍体的三维基因组学研究奠定了基础。甘蔗割手密自然群体的染色体数量为36~128,具有非常丰富的多样性。为了解析甘蔗割手密种的起源与群体演化历史,本研究对采自世界各地的102份割手密材料进行重测序分析,共鉴定到了13,140,400个单碱基多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)变异集,利用鉴定到的SNP变异集进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和系统演化树分析揭示了割手密可以分为四个亚群(Group I-IV),其中Group I的割手密多样性最丰富,位于印度北部,毗邻喜马拉雅山脉,是割手密最有可能的起源地。群体结构分析明确了这四个亚群是独立起源和演化的。为了进一步研究染色体基数为X=8,9和10的割手密群体的演化历史,本研究利用这三个割手密群体的二代数据比对到割手密Np-X的基因组上,发现它们的基因组结构差异主要集中在5号和8号染色体的着丝粒区域,揭示了不同染色体基础割手密的基因组演化特征,同时也为割手密遗传背景的鉴定提供了新的思路。另外,染色体基数为X=8、9、10的割手密群体的连锁不平衡分析(Linkage Disequilibrium,LD)显示,三个群体的衰减速度为群体X=8>群体X=9>群体X=10,表明相比较而言,X=8的割手密群体具有较高频率的遗传重组。三个割手密群体的Tajima’s D值分析的结果显示,X=9和X=10的割手密群体的Tajima’s D值为负值,表明这两个群体中存在大量的低频等位基因位点,说明它们受到了自然选择。而X=8的割手密群体的Tajima’s D值为正值,可能是由于存在群体瓶颈效应。最后,本研究综合割手密群体遗传学分析的结果,首次提出了不同倍性下的染色体基数为X=8、9、10的割手密种群体的演化假说,为割手密种的群体遗传学研究提供了新的知识。综上所述,本研究获得了高质量的染色体基数为10的割手密Np-X基因组,揭示了割手密种的基因组演化以及不同染色体基数的割手密群体之间的演化,明确了割手密种的演化对基因家族的扩张与收缩和三维基因组结构的影响,并解析了甘蔗割手密种的起源及自然群体的演化。

徐小婷[2](2021)在《同源四倍体水稻PMeS品系的细胞遗传学观察》文中指出水稻是最重要的粮食作物,关系到将近全球一半人的温饱问题。多年来,世界粮农组织关切的问题是如何大幅度地提高粮食产量。“利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻”是一个新途径。但是,长期以来多倍体水稻的研究进程相当缓慢,其低结实率是最普遍遇到,同时也是最急迫需要解决的关键问题之一。蔡得田多倍体水稻团队首先提出育种理论,建立成套技术,选育出核心PMe S品系--Sg99012,HN2026,突破了多倍体水稻结实率低的瓶颈问题。通过利用核心PMe S品系与亲缘关系较远的籼型水稻和粳型水稻杂交,结合秋水仙素处理,加倍形成多倍体的技术,选育出理想的第二世代多倍体水稻品系--T系列和A系列,以及第三世代品系--HD659。这些品系不仅相较其他同源四倍体水稻有着明显的优势,而且与一般二倍体品种在形态特征、产量和质量上都有明显差异。为进一步研究四倍体的低结实率水稻和高结实率水稻之间的细胞遗传学机理,本论文以典型籼、粳型品系9311、日本晴四倍体为低结实率品系代表;PMe S高结实原始品系为参考材料,将籼粳杂交经历多代自交结实稳定且表型更优良的第二世代品系T1、A3,第三世代品系HD659为研究对象,对它们的农艺性状、根尖体细胞染色体数目和减数分裂时期花粉母细胞的染色体行为等进行观察研究。研究得知:1.所研究的几个多倍体水稻品系的根尖染色体数目均为48条,2n=4x=48;2.典型籼粳品系9311、日本晴四倍体的减数分裂染色体行为异常率(18.39%、21.54%)明显高于T1、A3和HD659的四倍体;3.在T1、A3、HD659之间的异常频率相近,且每个时期出现异常的频率都偏低(3.64%、4.40%、4.01%),尤以T1四倍体的异常率最低而结实率最高,可以推断,减数分裂染色体行为与结实率具有明显相关性。而本研究证明这三个PMe S品系均有高于80%的结实率并且具有减数分裂稳定性,说明PMe S品系是一个关键材料,为多倍体水稻育种走向广泛应用提供了理论证据和材料基础。

李丽冰[3](2021)在《海稻86芒基因GAD1-H的克隆及功能研究》文中指出芒是水稻的重要驯化性状之一,同时也是重要的农艺性状。野生稻一般都有长芒,芒具有促进种子传播和防止鸟类等动物采食的双重作用,从而保证生殖繁衍。栽培稻由于受到人类的选择,一般表现为无芒或短芒,便于人类收割、加工和储存。有芒到无芒性状的转变是水稻驯化过程中的重要事件,开展控制芒发育基因的定位及克隆研究显得尤为重要。海稻86具有耐盐碱、耐淹能力强等诸多优点,具有很高的科学研究和利用价值。本实验室在海稻86种植群体中发现一株无芒突变体,该突变体除了芒性状的差异之外,其他性状和海稻86无明显差异。为探明海稻86芒的发育机制,本研究以海稻86和无芒海稻86为材料开展了芒基因的定位与克隆、基因表达差异性、基因功能验证等系列研究,主要研究内容和结果如下:1、将无芒海稻86和海稻86杂交得到F1,F1自交得到F2。F2出现表型分离,得到有芒群体和无芒群体。对这两个群体的DNA分别进行等量混合,得到野生型DNA混池和突变体DNA混池,分别进行DNA测序,得到野生型和突变型混池测序变异SNP信息。通过BSA的Mut Map分析,将基因定位到8号染色体22.07-25.75 Mb之间约3.68Mb的区域内。2、对候选区域内所有注释的674个基因进行分析发现,其中名为GAD1的基因被报道是控制芒的发育和形成的基因。为了验证GAD1是控制海稻86芒发育的基因,从DNA和RNA水平克隆了海稻86和无芒海稻86中的GAD1基因序列,序列比对发现,两个材料中GAD1的ORF在DNA和RNA水平均具有一定差异。无芒海稻86的GAD1中有一个In Del1的插入(GCCTCCGCCTCC)和In Del2缺失(CGCCGCCGCCGCCGCGC)以及一个SNP的变异(A/G)。而且海稻86中的GAD1基因与已报道的GAD1基因序列也具有一定差异,特别是In Del2,因此将其命名为GAD1-H。3、转录组分析表明在雌雄蕊形成期幼穗中,海稻86和无芒海稻86有1303个差异表达基因(DEGs),其中包括1177个已经注释的基因和126个新基因,但并不包括GAD1-H。1177个DEGs中有96个基因与激素相关,有67个基因编码转录因子。并且这163个DEGs中的大多数基因在无芒海稻86中高表达,这些基因为剖析芒发育的调控网络提供了支持。4、为了探究GAD1-H在不同组织中的表达水平,通过q RT-PCR技术对海稻86和无芒海稻86雌雄蕊形成期的根、茎、叶、幼穗以及花粉成熟期幼穗中GAD1-H的表达量进行分析。结果表明,该基因在茎中的表达量最低,在雌雄蕊形成期幼穗中的表达量最高;在海稻86或无芒海稻86相同组织中该基因的表达量无显着差异。5、对海稻86和无芒海稻86的雌雄蕊形成期幼穗进行激素含量的测定。结果表明IP(N6-异戊烯腺嘌呤)、IPR(异戊烯腺嘌呤核苷)、ME-IAA(吲哚-3-乙酸甲酯)和IAA-Glc(1-O-吲哚-3-基乙酰基葡萄糖)4种激素在海稻86和无芒海稻86幼穗中的含量差异显着,其中IP和IPR在无芒海稻86中含量高,而ME-IAA和IAA-Glc在海稻86中含量高。这些含量差异显着的激素为后续解析芒发育的调控机制提供了重要信息。6、通过转基因技术进一步验证GAD1-H的功能。将海稻86中的GAD1-H基因转到无芒海稻86、日本晴和明恢63中;利用CRISPR/Cas9技术敲除海稻86的GAD1-H基因;利用RNAi干扰四倍体海稻86的GAD1-H基因。观察转基因植株的表型,验证GAD1-H是控制芒发育的基因。GAD1-H转化日本晴的水稻稻穗出现了芒,证明了GAD1-H是控制芒发育的基因。7、为了实现GAD1-H在真核和原核表达系统中的表达,分别构建了p ET-28a-GAD1-H原核表达载体及p YES2-GAD1-H的真核表达载体,这些结果为进一步研究GAD1-H的作用机制奠定了基础。

袁璐[4](2021)在《榨菜和紫甘蓝远缘杂交及其多倍化过程优势性状产生的分子机理研究》文中提出本研究以榨菜(Brassica juncea)和紫甘蓝(B.oleracea)远缘杂交及多倍化获得的异源三倍体与异源六倍体为实验材料,开展了远缘杂交及多倍化过程中基因表达与优势性状产生的分子机理研究。通过基因表达规律研究,明确了杂交及多倍化过程中基因表达存在加性与非加性模式,筛选到了与蜡质层等优势性状相关的关键非加性表达基因,发现了与DNA甲基化过程相关的基因非加性上调表达;通过探究基因组DNA甲基化模式的变化,初步解析了远缘杂交及多倍化过程DNA去甲基化与优势性状产生的相关性,明确了非加性上调表达的DNA去甲基化酶同源基因AtDML3的功能;同时,研究发现远缘杂交及多倍化过程中miRNA呈非加性表达,并且参与调控抗TuMV等优势性状的产生,进一步解析了非加性表达miRNA调控优势性状产生的分子机理;最后,通过异源六倍体与榨菜回交,获得了田间观察抗病性强、叶色浓绿、具蜡质层的榨菜异附加系新种质。研究结果将为远缘杂交及多倍化过程优势性状的产生与利用提供理论依据和实践基础。取得的主要结果如下:(1)通过对榨菜(T)和紫甘蓝(C)远缘杂交种(H0)及其多倍化后代(S0)进行表达谱分析,发现远缘杂交及多倍化过程发生了基因表达差异,差异主要来源于杂交;有28.6%-29%的基因表达为非加性,以非加性抑制为主;通过对非加性表达基因功能富集分析,发现8个非加性上调表达基因参与芥子油苷合成途径,与S0总芥子油苷含量增加结果一致;发现58个非加性下调表达基因参与蜡质合成途径,叶片蜡质层切片观察与qRT-PCR结果一致。此外,4个非加性上调表达的基因参与DNA甲基化与去甲基化过程,推测会导致远缘杂交及多倍化过程甲基化水平的改变。结果表明:榨菜和紫甘蓝远缘杂交与多倍化过程发生了广泛的基因表达改变,非加性表达基因通过调控芥子油苷含量、蜡质性状来提高或维持S0叶菜的营养品质与感官品质。(2)为了探究非加性上调表达的DNA甲基化过程相关基因是否会引起远缘杂交及多倍化DNA甲基化水平与模式的变化,通过MSAP分析,发现远缘杂交发生了DNA甲基化水平的下降(T:42.1%,C:55.2%;H0:22.7%),而在S0(22.8%)中基本维持;H0与S0中DNA甲基化模式发生改变的频率为2.40%,通过扩增获得了19条发生DNA去甲基化的差异甲基化片段(DMF);qRT-PCR分析表明,DMF3、DMF6、DMF9与DMF18在H0与S0中均表达上调,其中包括泛素连接酶基因At ATL6和叶片衰老相关基因At NAC042;通过同源性比对分析,发现2个非加性上调表达的参与DNA甲基化与去甲基化过程的基因BjuA003228和BjuB045323与DNA去甲基化酶基因AtDML3一致性最高,推测存在功能相似性。结果表明:远缘杂交与多倍化是DNA甲基化水平降低的过程,DNA去甲基化酶的非加性表达参与触发了杂交种(H0与S0)的DNA甲基化改变,去甲基化的位点或许与叶片延衰等性状相关。(3)为了探究非加性表达的DNA去甲基化酶同源基因AtDML3的功能,通过对突变体观察发现除叶片衰老发生时间,dml3与野生型生长和发育状态基本一致;利用WGBS技术对dml3在叶片发育与衰老阶段DNA甲基化模式进行分析,发现dml3维持较高水平的CG类型甲基化;受到DML3调控的CG类型的差异甲基化基因(DMG)共有634个,其中有16.2%在叶片衰老过程被激活。通过BSP与qRT-PCR对12个衰老相关DMG进行差异位点甲基化模式验证与表达分析,发现DNA甲基化水平与表达水平呈负相关关系,而在dml3中却相反。结果表明:AtDML3通过参与一组衰老相关基因去甲基化调控拟南芥叶片发育。(4)为了探究远缘杂交及多倍化过程miRNA的非加性表达模式及对基因表达的调控机制,通过对T、C、H0和S0进行smallRNA测序分析,发现远缘杂交及多倍化过程发生了miRNA表达改变,差异主要来源于杂交;15%-16%的miRNA发生非加性表达,以非加性抑制为主,约40%的miRNA与其靶基因呈非加性负相关关系;对非加性抑制miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析,发现其参与油菜素内酯合成、淀粉和蔗糖代谢等途径,推测非加性抑制的miRNA通过调控靶基因增加生物量;此外,受TuMV诱导的bra-miR1885b在H0与S0均非加性抑制,而其抗病靶基因BjuB038637和BjuB029447非加性上调表达;对bra-miR1885b进行功能分析,发现榨菜过表达株系对TuMV的敏感性提高,利用STTM1885b抑制榨菜内源bra-miR1885b活性,则降低其感病程度,S0表现为低感病。结果表明:远缘杂交及多倍化过程通过非加性表达的miRNA参与调控生物量、抗病性等优势性状的产生。(5)为了利用S0的优势性状进行新种质创制,将S0与榨菜回交3代获得了榨菜-紫甘蓝异附加系群体TCnA2代(T、C、n、A分别表示榨菜、紫甘蓝、染色体编号、附加)1036株;利用紫甘蓝对于榨菜单一EST-SSR标记对TCnA2代进行染色体组成鉴定,发现附加1条(对)-2条(对)染色体占50%以上;田间观察发现,TCnA2代群体部分叶色深绿,植株生长后期TuMV感病情况减弱。结果表明:以远缘杂交与多倍化获得的异源六倍体作为桥梁亲本,一方面可以通过蜡质层的提高形成组成型防御,另一方面添加紫甘蓝基因组可以触发bra-miR1885b的非加性抑制,调控抗病基因抵御TuMV,能够获得附加紫甘蓝染色体的优质抗病异附加系。

李淑洁[5](2020)在《基于表型和遗传学分析的兰州百合染色体加倍效应研究》文中进行了进一步梳理兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)是我国境内唯一的食用甜百合,目前生产上面临“产量不高和品质下降”等问题。已有研究证明,染色体加倍能够创制高产、优质、抗逆的园艺作物新种质。有关兰州百合染色体加倍亦有研究报道,但其加倍效应仍不清楚。本研究以解析兰州百合染色体加倍效应为研究目标,综合应用了组织培养、分子标记、基因克隆以及生物信息学分析等技术手段,系统开展了兰州百合染色体加倍技术的优化,以及染色体加倍对其基因组序列变异、DNA甲基化位点变异和表型的影响。本研究取得的主要结果如下:1.筛选出鳞片为兰州百合人工诱导体细胞加倍的最理想外植体,同源四倍体诱导率为33.33%。分别建立了鳞片、种子和试管小鳞茎为外植体的染色体加倍技术,比较分析了不同外植体类型及秋水仙素浓度对兰州百合四倍体诱导率的影响。2.采用流式细胞仪倍性分析法结合根尖染色体压片法进行了继代四倍体株系的倍性稳定性分析,同时利用ISSR分子标记技术分析了继代四倍体植株与母株之间的遗传一致性。结果表明,继代培养没有引起四倍体倍性的改变,继代四倍体与其母株之间仅发生了7.69%的遗传变异。以已知基因组的小麦品种“中国春”为内标,采用流式细胞仪分析并估算得出:兰州百合基因组大约为64.9 G,是中国春小麦的4倍。3.染色体加倍使兰州百合的形态、叶片细胞特征、品质和抗逆性方面都发生变化。形态方面,四倍体株系比供体二倍体叶片少,叶色深,叶片宽厚,根系粗壮,鳞茎增长慢,叶绿素含量高;叶片细胞特征方面,四倍体株系比供体二倍体气孔密度小,保卫细胞长,叶肉组织厚,上表皮细胞和叶肉细胞体积大;品质方面,40%的检测株系淀粉含量显着高于供体二倍体,20%检测株系可溶性糖和纤维素含量显着高于供体二倍体,另有20%检测株系可溶性糖和纤维素含量显着低于供体二倍体株系。抗逆性方面,50%的检测四倍体株系比供体二倍体具有更强的抗旱性。4.染色体加倍导致同源多倍体株系与供体二倍体之间以及不同同源多倍体株系之间发生了广泛的遗传变异。利用ISSR分子标记技术,对15个兰州百合同源多倍体及供体二倍体进行多态性分析。结果从50条ISSR引物筛选出5条多态性引物,共扩增出40个条带,其中30个条带具有多态性,平均多态性位点比率为75%;15个同源多倍体株系与供体二倍体之间的遗传一致度为0.4250~0.8750,遗传距离为0.1335~0.8557;同源多倍体株系之间的遗传一致度为0.4000~0.9750,遗传距离为0.0253~0.9163;聚类分析将11个同源四倍体株系分为三类,表明同源四倍体株系之间遗传差异大。ISSR多态性片段序列分析表明,多态性片段与lexA、dinF、lacZ、tdcC和mobA等基因高度同源,推测这些基因的变异可能与四倍体的产量、品质、风味以及抗旱性等特性相关。5.染色体加倍导致兰州百合总甲基化率下降。采用MSAP方法,利用45对选择性扩增引物对13份兰州百合同源多倍体及供体二倍体进行了甲基化敏感多态性分析。结果表明:兰州百合不同的多倍体株系之间以及多倍体株系与供体二倍体之间都存在着广泛的甲基化位点变异:45对选择性扩增引物中有43对扩增出了甲基化敏感多态性条带,占所用引物的95.56%;兰州百合在由二倍体加倍为四倍体的过程中总甲基化率下降了5.68%,既发生了CCGG位点的去甲基化,也有超甲基化,去甲基化为甲基化位点变异的总趋势。MSAP多态性条带的序列分析表明,发生甲基化位点变异的序列与SINE还原性转座子、前体mRNA切割因子I的25kD亚基基因、异亮氨酸和缬氨酸t RNA编码基因等具有高度的同源性,推测这些甲基化位点的变异可能导致四倍体品质、逆境胁迫应答反应和生殖特性等发生变化。本研究可为应用染色体加倍技术进行兰州百合遗传改良和种质创新提供技术储备和前期工作基础。

徐舶[6](2020)在《苜蓿单倍体培育及其杂交结实性与主要性状杂种优势分析》文中研究表明利用同源四倍体苜蓿花药(花粉)组培获得的单倍体植株与苜蓿二倍体野生种质杂交可以把野生种质携带的许多优异性状基因导入四倍体栽培苜蓿品种中,对拓宽苜蓿的遗传基础、加快突破性新品种培育等具有重要的研究价值和实践意义。本研究对新疆大叶紫花苜蓿(Medicago Sativa L.‘Xinjiang Daye’)利用花药组培法,通过优化培养条件,经流式细胞术鉴定倍性以获得单倍体植株;进一步利用不同浓度秋水仙素对单倍体进行加倍获得双单倍体植株;并在二倍体水平下进行种间远缘杂交,通过SRAP标记法探究亲本间遗传距离及杂种的真实性;通过杂种生长当年的株高、单株生物量等性状表现,明确不同倍性的各杂交组合杂种优势效应的差异,为筛选新种质及杂交亲本选配提供依据。主要研究结果如下:(1)优化后的苜蓿花药组培的再生体系提高了愈伤组织分化率(87.5%)和苜蓿单倍体植株(二倍体)的获得率(23.7%)。单倍体植株(二倍体)组培扦插适宜的生根培养基为1/2MS+0.1mg/L NAA+2%蔗糖+0.7%琼脂,炼苗移栽时采用无菌营养土成活率最高。以苜蓿花药组培二倍体植株的叶片为外植体,于0.2%秋水仙素+1.5%DMSO条件下,液体悬浮振荡培养24h,可获得再生植株中2.86%~8.6%的双单倍体植株。(2)在二倍体水平下配制14个正反交组合,其结荚率、单荚种子数、相对结实率在不同的杂交时期差异显着,多数杂交组合在初花期和终花期结实性较好。(3)以14对SRAP引物对12个亲本材料进行遗传距离分析,并鉴定了20个杂交组合的杂交种真实性,各杂交组合杂交种纯度为75~100%。真杂交种主要表现为双亲互补带型,而12.5%~66.67%的真杂交种中出现了亲本条带缺失和新带型,这可能也是其杂种优势的一种表现。(4)在生长表现强优势的组合中,有2/3组合为遗传距离较大的亲本组合,如苜蓿单倍体植株与扁蓿豆(M.ruthenica)种间远缘杂交组合在产量性状上表现出正向杂种优势。(5)亲本倍性差异和亲本间遗传距离对杂种优势形成均有显着影响,二倍体水平间杂交组合与四倍体水平间组合产量表现具有一定的等效性,且杂种优势强于四倍体组合。

贺文婷[7](2020)在《利用远缘杂交和离体染色体加倍技术创造多倍体水稻种质资源》文中研究说明水稻是世界三大粮食作物之一,在粮食生产中占有举足轻重的地位。据估计,2050年全球人口将达到90亿,届时要满足世界人口的食物和营养需求,水稻产量至少要提高60%。但自从水稻产量经历了高秆变矮秆、常规稻变杂交稻两次巨大飞跃后,一直未能取得重大突破。多倍体水稻具有大幅增产的潜力,但长期以来低结实率问题使其难以应用。在自然界植物进化的启示下,蔡得田等提出了“利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻”的育种新策略。在该育种策略的指导下,本实验室通过广泛的籼粳亚种间杂交选育出多倍体减数分裂稳定性(Polyploid Meiosis Stability,PMe S)品系,突破了多倍体水稻的低结实率瓶颈问题。种质资源的创造是所有研究工作的重要基础,为丰富多倍体水稻种质资源,本研究通过离体染色体加倍的方法对水稻基因图谱品种9311、耐盐水稻品种海稻86、优良恢复系明恢63、特小粒品种1139-3、优质米品种天丝香、黑米品种紫壳稻等20个二倍体水稻品种进行染色体加倍,并对加倍材料进行鉴定。同时利用本实验室前期创造的亚洲栽培稻(Oryza sativa,AA)与斑点野生稻(O.punctata,BB)种间杂种四倍体(异源四倍体)AABB为母本,分别与高结实优良四倍体水稻品系T1-4x(AAAA)及其回复二倍体T1-2x(AA)进行杂交,创造新型异源三倍体(AAB)和四倍体水稻(AAAB)。简要研究情况和结果如下:1)对20个二倍体水稻通过种胚培养诱导愈伤组织,进而通过秋水仙素离体诱导染色体加倍,共加倍成功12个,总加倍成功率60%。2)对加倍成功的材料,从形态学、流式细胞分析、根尖染色体数目等方面进行鉴定,形态学方面四倍体植株与二倍体相比,总体表现为植株变矮、茎秆变粗、分蘖变少、籽粒变大、千粒重增加、无芒变短芒或长芒、穗粒数减少、结实率降低。细胞学方面,四倍体细胞核DNA含量是二倍体的两倍,染色体数目为2n=4x=48。3)对加倍成功的海稻86四倍体与其二倍体进行了详细比较,形态上海稻86-4x茎秆粗壮、叶片大而厚、叶色浓绿、植株高度明显降低,由二倍体的180 cm降至148 cm;另外,株穗数也降至二倍体的一半以下,穗总粒数和实粒数都显着降低,而籽粒大小和千粒重相比二倍体有明显的增大;四倍体花粉粒明显增大,但花粉育性明显降低;结实性方面,二倍体和四倍体的结实率分别为76.22%和32.13%。4)异源四倍体水稻AABB与高结实优良四倍体水稻品系T1-4x(AAAA)及其回复二倍体T1-2x(AA)的杂交实验中,杂交结实率分别为5.62%和6.40%,分别将获得的幼胚进行胚挽救,萌发出苗率分别为3.67%和10.00%,分别获得试管苗4株和17株,移栽后分别成活2株和16株;通过形态学和流式细胞分析对杂种进行鉴定,初步判断获得异源四倍体水稻(AAAB)1株、异源三倍体(AAB)12株,均表现为完全不育;后续研究将通过荧光原位杂交技术准确鉴定杂种的真实性。本研究通过离体染色体加倍和远缘杂交,创造了一批同源四倍体、异源四倍体和异源三倍体水稻,丰富了多倍体水稻的种质资源;特别是具有明显特色的基因图谱品种四倍体、耐盐水稻品种四倍体、优良恢复系四倍体、优质米品种四倍体及特色米品种四倍体的创造,为多倍体水稻育种及基础研究提供了宝贵材料;与斑点野生稻基因组间异源多倍体水稻的创造则为进一步利用水稻基因组间杂种优势,实现多倍体水稻育种的第三阶段目标奠定了基础。

苏江硕[8](2019)在《菊花耐涝性遗传机制解析与候选基因挖掘》文中研究说明菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)原产我国,为菊科菊属多年生宿根花卉,具有极高的观赏、经济和文化价值,在花卉产业中占有重要的地位。但是菊花对涝渍敏感,涝渍胁迫是制约菊花产业健康发展的要因之一。因此,培育耐涝性菊花新品种是菊花育种工作的主要目标之一。目前,菊花耐涝性的遗传机制尚不明确,缺乏可利用的优异种质(基因)资源,严重阻碍了相关工作的开展。鉴于此,本研究对具有代表性的88份菊花品种资源进行多个环境下的耐涝性鉴定,利用筛选出的稳定耐涝性差异种质,采用4×3不完全双列杂交设计(NCII)配置了 12个杂交组合,对菊花耐涝性进行了配合力分析;并通过连锁分析、全基因关联分析和混池转录组测序三种基因定位手段挖掘与菊花耐涝性紧密关联的QTLs、优异等位变异位点以及候选基因。本研究从经典数量遗传学和分子数量遗传学角度揭示了菊花耐涝性的遗传机制,获得了优异耐涝资源和育种中间材料,对菊花传统杂交育种及现代分子育种具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下:1.采用盆栽模拟淹水法对88个代表性菊花品种在三个不同环境下进行耐涝性鉴定,根据淹水后植株叶片萎蔫指数、叶色、叶形态、茎色、茎形态等外观形态得分以及死叶率计算的耐涝性隶属函数值(MFVW)对菊花耐涝性进行综合评价。结果表明,不同菊花品种耐涝性差异明显,其中切花大菊品种的耐涝性隶属函数值(MFVW;0.65)显着高于切花小菊(0.55;P<0.05),亚洲菊花品种的MFVW(0.65)极显着高于欧洲菊花品种(0.48;P<0.01)。菊花耐涝性具有显着的基因型(G)×环境(E)互作效应。根据MFVW的大小,将供试群体分为耐涝、较耐涝、较不耐涝、不耐涝和极不耐涝五个等级,分别包含9个、31个、34个、11个和3个品种。其中,‘火焰’、‘南农雪峰’、‘QX097’、‘寒小白’、‘小丽’和‘希望之光’具有稳定的耐涝性,而‘清露’、‘蒙白’、‘绿心小菊’和‘云南采5’在各个环境下均表现为不耐涝。2.分析了菊花不完全双列杂交群体耐涝性的配合力、杂种优势及其与遗传距离的相关性。研究发现,7个耐涝性状的中亲优势和超亲分离现象普遍存在。MFVW的广义和狭义遗传力分别为97.5%和51.5%,可能受加性和非加性基因效应的共同控制,而其他6个生物量指标胁迫系数的狭义遗传力较小,可能主要受非加性基因效应控制。‘南农雪峰’在大部分性状上表现出正向较大的一般配合力(GCA)效应,有较高的育种价值;特殊配合力(SCA)分析发现‘南农雪峰’ב蒙白’、’QX097’ × ’QX096’、‘小丽’בQX098’杂交组合综合表现较好。相关性分析表明,与基于形态学标记(PD)以及全基因组随机分布的分子标记位点(GD)估算的遗传距离相比,基于耐涝性分子标记位点估算的亲本遗传距离(QTL-GD)能更好地预测菊花耐涝性的杂种优势。另外,SCA与杂种优势在大部分性状上均存在显着较强的正相关(0.51≤r≤0.80),也可以有效地预测杂种优势,而遗传距离与配合力效应之间的相关性较弱。3.以菊花’南农雪峰’ב蒙白’的162 个F1代单株为作图群体,采用“双-假测交”作图策略和SRAP、gSSR分子标记分别构建亲本遗传图谱。母本’南农雪峰’遗传图谱含有268个标记位点,由31个连锁群组成,平均图距为9.93 cM,累积图谱长度为1420.4 cM,基因组覆盖率约为69.8%。父本‘蒙白’遗传图谱含有234个标记位点,由52个连锁群组成,平均图距为11.2 cM,累积图谱长度为1669.4 cM,基因组覆盖率约为58.9%。对该群体在两个环境四个不同淹水时期进行了耐涝性鉴定,基于上述图谱对菊花耐涝性进行动态和上位QTL分析。研究发现该群体耐涝性遗传变异广泛且存在双向超亲分离现象,表型变异系数范围为14.12%~124.30%,广义遗传力介于47.97%~65.18%之间。动态QTL分析检测出37个非条件consensus QTLs和51个条件consensus QTLs,分别可以解释5.81%~18.21%和5.90%~24.56%的表型变异。其中三个非条件consensus QTLs在不同淹水时期均能检测到,但是没有发现所有淹水阶段均表达的条件consensus QTLs。上位性QTL分析检测出56个非条件互作对以及13个条件互作对,表型变异解释率介于0.02%~8.87%之间。因此,菊花耐涝性受加性和非加性基因的共同控制,且菊花耐涝性QTLs或基因表达具有时空特异性,受环境影响。4.基于92,811个SNP标记和上述88个菊花品种的耐涝性表型数据,通过全基因关联分析挖掘了菊花耐涝性相关优异SNP位点。结果表明,GLM和MLM两种模型分别检测到137和14个与菊花耐涝性显着关联的SNP位点,其中两者共有11个SNP位点。根据表型效应值的大小,筛选出6个优异等位变异位点,表型变异解释率在12.85%~21.85%之间。进一步分析发现这些优异SNP位点之间具有显着的聚合效应(r2=0.45;P<0.01),’QX097’和‘南农雪峰’两个品种分别携带了 5个和6个有利等位基因,具有较大的育种潜力。成功将关联位点Marker6619-75转化为基于PCR的dCAPS标记,平均准确率在78.9%。此外,挖掘并初步验证了 4个耐涝候选基因。5.在‘南农雪峰’(XF)和‘蒙白’(MB)杂交F1群体中筛选出稳定耐涝株系和涝敏感株系各16个,构建耐涝池(BR)和涝敏感池(BS),利用混池转录组测序(BSR-seq)分析菊花耐涝性。结果表明,两个混池的|ΔSNP-index|在大于0.5的阈值下,共检测出125个SNP标记与菊花耐涝性显着关联,|ΔSNP-index|最大值为0.70,平均值为0.55。进一步对这些位点所在的48个Unigenes基因进行差异表达分析和功能注释,挖掘了一个属于AP2/ERF转录因子家族的拟南芥ERF026同源基因TRINITYDN60519c3g1。该基因的表达量在XF vs MB中表现为显着下调,在BR中稍低于BS,但没有达到显着差异水平。ERF基因已被证实在调节植物低氧胁迫中发挥重要作用,推测TRINITYDN60519c3g1可能参与菊花耐涝性的调控。此外,基因差异表达分析在XF vs MB中获得1377个差异表达基因,在BR vs BS中获得6个差异表达基因,这些基因主要与植物代谢和氧化还原过程相关。

曹柳[9](2019)在《鲫鲂杂交品系的rRNA基因的染色体位点及组成分析》文中研究指明多倍体物种在真核生物的进化中发挥了重要作用。杂交是导致多倍体物种形成的主要机制之一。本实验室以红鲫为母本,团头鲂为父本进行远缘杂交,建立了鲫鲂杂交品系。rRNA基因是研究物种遗传进化的一个经典基因。因此,本研究主要对异源四倍体鲫鲂、同源四倍体鲫、同源三倍体鲫的rRNA基因的染色体位点及其分子组成展开了全面的研究和分析。具体研究结果如下:1.对异源四倍体鲫鲂及其回交后代(异源五倍体鲫鲂)的5S rRNA基因的结构单元及其染色体位点情况进行分析。发现异源四倍体鲫鲂和异源五倍体鲫鲂的5S rRNA基因的结构单元来自于红鲫,未发现来自于父本5S rRNA基因的结构单元。这一结果意味着在新形成的异源多倍体中基因组经历较大变异。以红鲫的5S rRNA基因作为探针进行荧光原位杂交,发现在异源五倍体鲫鲂中5S rRNA基因染色体位点出现丢失和重组现象。这些研究结果表明新形成的异源四倍体鲫鲂的基因组具有不稳定性。2.对同源四倍体鲫品系的rRNA基因的分子组装及其染色体位点情况进行比较分析。结果表明同源四倍体鲫的5S rRNA基因的结构单元全部继承自红鲫,没有发现结构单元的丢失。对其进行序列分析发现,同源四倍体鲫的5S rRNA基因的非编码区出现核苷酸变异和缺失/插入以及结构单元的重组现象。以红鲫340bp 5S rRNA基因为探针分析其在同源四倍体鲫的染色体定位情况。结果发现同源四倍体鲫F1中一对位于同源亚中部着丝粒染色体上的荧光信号由两个强信号变为两个弱信号。到同源四倍体鲫F7时,这对弱荧光信号直接消失。通过Ag-NOR染色法,同样证明了在同源四倍体鲫中发生了rRNA位点的丢失现象。这些结果表明,同源四倍体鲫在同源四倍体化过程中基因组经历了明显的变异和重组。3.为了观察同源四倍体鲫在减数分裂时期同源染色体的配对情况,对同源四倍体鲫的体细胞和生殖细胞进行5S rRNA基因和物种特异性片段的染色体位点情况进行分析。实验结果表明,同源四倍体鲫生殖细胞的染色体位点数都为其体细胞的染色体位点数的一半。这一结果意味着同源四倍体鲫在减数分裂时期,四套同源染色体没有出现多价配对的形式,而是以类似于二价体的方式进行配对。这为同源四倍体鲫品系的快速形成奠定了基础。4.对洞庭湖水域的同源三倍体野生鲫鱼和同源三倍体雌核发育后代及其相关的原始亲本二倍体野生鲫鱼和红鲫的5S rRNA基因的序列及其染色体位点情况进行了比较分析。结果表明,红鲫和同源三倍体雌核发育后代的5S rRNA基因的编码区(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ单元)的相似性分别为98.3%,100%和99.1%。二倍体野生鲫鱼和同源三倍体野生鲫鱼的5S rRNA基因的编码区(Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ单元)的相似性分别为97.5%,100%和100%。以5S rRNA基因序列构建系统发育树,结果表明同源三倍体雌核发育后代、同源三倍体野生鲫鱼、红鲫和二倍体野生鲫鱼有着很近的遗传关系。荧光原位杂交实验结果表明,预料的来自于其原始母本的染色体位点数都分别在同源三倍体雌核发育后代和同源三倍体野生鲫鱼中被发现。这些结果表明,在同源三倍体化过程中5S rRNA基因没有出现分化。此外,它们相似的5S rRNA基因的遗传特征和进化关系暗示着同源三倍体野生鲫鱼和同源三倍体雌核发育后代有着相似的起源,即为杂交起源。这也再次支持了“同源三倍体野生鲫鱼来源于二倍体野生鲫鱼和其他鱼类杂交”这一观点。5.比较分析了源于鲫鲂杂交的多倍体后代及其亲本的45S rRNA基因的转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)。实验数据表明,异源四倍体鲫鲂和同源四倍体鲫的ITS区的遗传和表达模式都基本与红鲫的一致。这一结果表明异源四倍体鲫鲂和同源四倍体鲫仅遗传了来自原始母本红鲫的ITS区。此外,虽然ITS1序列在异源四倍体鲫鲂和同源四倍体鲫个体间表现出一定的差异性,但整个ITS区在个体之间仍具有较高的相似性。

焦武[10](2018)在《人工合成异源四倍体小麦S1S1AA和AADD胚乳中基因和小RNA表达变化的研究》文中研究表明尽管全基因组加倍在植物中广泛存在,但很多多倍体的供体在自然界中已经不存在,使得多倍化对多倍体生长发育和物种形成的影响难以评估。作为全球重要的粮食作物之一,普通小麦(Triticum aestivum,AABBDD)是由三个二倍体小麦在自然界中经过两次杂交和加倍形成的异源六倍体。理论上,不同的二倍体小麦供体之间随机杂交和自然加倍应该可以形成多种基因组组成的异源四倍体小麦。然而,只有S(B基因组供体)或者其近缘物种和A基因组组成的四倍体小麦进化形成了新的物种,包括现存的四倍体提莫非维小麦(T.timopheevi)和圆锥小麦(T.turgidum)。利用已知的二倍体小麦乌拉尔图(T.urartu,AA)、高大山羊草(Aegilops longissima,S1S1)和粗山羊草(Ae.tauschii,DD)人工合成异源四倍体小麦S1S1AA和AADD,S1S1AA基因组稳定,而AADD基因组不稳定,两者相对亲本的遗传和表观遗传变化存在很大差异。利用人工合成的异源四倍体小麦S1S1AA和AADD及其亲本,本研究取授粉后第6天的胚乳进行全基因组转录组和小RNA(sRNA)测序,研究S1S1AA和AADD相对其亲本的基因和小干扰RNA表达调控变化,并比较AADD胚乳与根基因表达调控的器官特异性。主要研究结果如下:1)异源四倍体小麦相对亲本的种子大小和形态变化:S1S1AA和AADD的种子形态相对亲本发生不同的变化,S1S1AA和AADD成熟种子的千粒重都显着增加,但是S1S1AA相对亲本中亲值表现出更强的多倍体优势。2)异源四倍体小麦中的部分同源基因加性与非加性表达分析:S1S1AA相对AADD在胚乳中有更多的部分同源基因非加性表达,且这些非加性表达基因具有物种特异性。AADD胚乳和根中的基因非加性表达呈现器官特异性,并且器官之间的基因表达差异相对亲本减小。AADD胚乳和根相对S1S1AA胚乳有更多基因的下调表达,且下调表达的主要是亲本之间差异表达的基因。在S1S1AA胚乳中,S1基因组的部分同源基因相对A基因组的部分同源基因显性表达,亲本之间表达差异不显着的基因被激活表达(70%)。3)S1S1AA和AADD胚乳在非加性表达基因中富集不同的功能:生物学过程胚后发育和多细胞器官发育在S1S1AA胚乳抑制表达的基因中富集,而在AADD胚乳激活表达的基因中富集;相反,细胞通讯和转运在S1S1AA胚乳上调表达的基因中富集,而在AADD胚乳下调表达的基因中富集。4)组蛋白H3K9甲基转移酶基因和转座元件在S1S1AA和AADD中差异表达:组蛋白H3K9甲基转移酶基因在S1S1AA胚乳中主要表现为加性表达,而在AADD胚乳和根中抑制表达。转座元件在AADD胚乳和根中都激活表达,而在S1S1AA胚乳中没有激活表达。5)S1S1AA和AADD胚乳相对亲本AA激活表达小干扰RNA:S1S1AA和AADD在A基因组上激活表达不同的24-nt小干扰RNA位点,并且AADD相对S1S1AA激活更多的24-nt小干扰RNA表达,这些小干扰RNA可能与A基因组部分同源基因表达变化有关。这些结果可以解释不同二倍体供体形成的异源四倍体小麦基因组稳定性和进化轨迹的差异,这些发现将有助于促进野生近缘物种在四倍体和六倍体小麦育种和品种改良中的应用。

二、特异同源多倍体水稻自交后代的遗传研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、特异同源多倍体水稻自交后代的遗传研究(论文提纲范文)

(1)甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略语表
第一章 绪论
    1.1 甘蔗割手密种的研究
        1.1.1 甘蔗的经济价值
        1.1.2 甘蔗割手密种的分布与种质利用
        1.1.3 甘蔗割手密种的遗传多样性
        1.1.4 甘蔗基因组学的研究进展
    1.2 多倍体的研究进展
        1.2.1 多倍体概述
        1.2.2 多倍体的起源与分类
        1.2.3 多倍体演化的意义
        1.2.4 多倍体基因组的研究进展
    1.3 Hi-C技术及其应用
        1.3.1 Hi-C技术概述
        1.3.2 Hi-C技术辅助多倍体基因组组装
        1.3.3 基于Hi-C技术的三维基因组学研究
    1.4 禾本科演化的研究进展
        1.4.1 禾本科的ρ多倍体化事件
        1.4.2 禾本科物种对多倍体化的适应
        1.4.3 禾本科染色体的协同进化
    1.5 研究的目的和意义
第二章 甘蔗割手密基因组的组装与注释
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 CTAB法提取甘蔗基因组DNA
        2.2.3 全基因组测序与组装
        2.2.4 Hi-C文库的构建、测序及辅助组装
        2.2.5 全基因组重复序列和基因模型预测及基因组完整度评估
        2.2.6 基因功能注释
    2.3 结果与分析
        2.3.1 割手密种形态学比较
        2.3.2 割手密Np-X基因组测序及组装
        2.3.3 Hi-C辅助割手密Np-X基因组组装
        2.3.4 割手密Np-X基因模型预测及同源组内的结构变异分析
        2.3.5 割手密Np-X基因组质量评估
        2.3.6 割手密Np-X基因组的基因功能注释
        2.3.7 割手密Np-X基因组转座子的注释和分类
    2.4 讨论与小结
第三章 甘蔗属的演化
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 基因组数据来源
        3.2.2 物种间基因组共线性分析
        3.2.3 串联复制基因鉴定
        3.2.4 着丝粒区域的鉴定
        3.2.5 碱基同义替换率(Ks)的计算
        3.2.6 LTR类型TE插入时间的计算
    3.3 结果与分析
        3.3.1 割手密与近缘物种基因组间的共线性比较
        3.3.2 割手密种核型演化分析
        3.3.3 割手密种重组染色体基因串联复制分析
        3.3.4 割手密种与近缘物种间的Ks分布揭示割手密种的演化
        3.3.5 割手密种与近缘物种间转座子分析揭示割手密种的演化
    3.4 讨论与小结
第四章 甘蔗割手密种基因家族的扩张与收缩
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 直系同源基因的鉴定及基因家族的分类
        4.2.2 物种演化树的构建
        4.2.3 基因家族扩张与收缩分析
        4.2.4 可溶性糖的测定
        4.2.5 基因共表达网络的构建
    4.3 结果与分析
        4.3.1 甘蔗割手密种及其近缘物种基因家族的扩张与收缩
        4.3.2 甘蔗割手密种重要性状相关的基因家族在系统演化中的变异
        4.3.3 甘蔗割手密种糖分转运蛋白超家族基因的演化
        4.3.4 甘蔗割手密中糖分转运蛋白超家族成员的扩张
        4.3.5 甘蔗糖分转运蛋白超家族成员的功能分析
        4.3.6 甘蔗糖分转运蛋白超家族成员基因共表达网络的分化
    4.4 讨论与小结
第五章 甘蔗割手密种重组染色体的三维基因组结构比较
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 数据来源
        5.2.2 生成Hi-C互作图谱
        5.2.3 A/B隔间的鉴定
        5.2.4 物种间共线性的鉴定
    5.3 结果与分析
        5.3.1 同源四倍体割手密染色体组之间的Hi-C互作比较
        5.3.2 禾本科中染色体重组对三维基因组结构的影响
    5.4 讨论与小结
第六章 甘蔗割手密种的起源与群体演化分析
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 材料来源
        6.2.2 样品DNA提取及重测序
        6.2.3 重测序数据质控及群体变异位点鉴定
        6.2.4 构建群体系统发育树
        6.2.5 群体变异主成分分析
        6.2.6 群体结构分析
        6.2.7 种群连锁不平衡及遗传分化指数Fst分析
    6.3 结果与分析
        6.3.1 割手密群体变异位点的鉴定
        6.3.2 割手密群体系统发育树及主成分分析
        6.3.3 割手密群体的群体结构分析
        6.3.4 割手密群体的连锁不平衡分析
        6.3.5 不同染色体基数的割手密群体的演化历史分析
    6.4 讨论与小结
第七章 总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文与获得的荣誉
致谢

(2)同源四倍体水稻PMeS品系的细胞遗传学观察(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1 水稻育种
        1.1 水稻的三次绿色革命
        1.1.1 矮秆化育种
        1.1.2 杂交水稻与“三系”和“二系”育种
        1.1.3 超级稻育种
        1.2 远缘杂交
        1.2.1 远缘杂交的育种价值
        1.2.2 远缘杂交的利用
        1.3 多倍体植物育种
        1.3.1 多倍体植物概念
        1.3.2 多倍体植物产生途径
        1.3.3 植物多倍体的应用价值
        1.3.4 多倍体鉴定方法
        1.4 多倍体水稻
        1.4.1 多倍体水稻概念
        1.4.2 多倍体水稻育种研究现状
        1.4.3 多倍体水稻减数分裂研究现状
        1.5 本研究的目的及意义
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器与试剂
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验试剂
    2.3 实验方法
        2.3.1 农艺性状
        2.3.2 倍性检测
        2.3.3 根尖染色体制片
        2.3.4 减数分裂染色体行为制片
第3章 结果与分析
    3.1 形态特征
    3.2 倍性鉴定
        3.2.1 流式细胞仪检测倍性
        3.2.2 根尖染色体检测倍性真实性
    3.3 减数分裂染色体行为观察及对比
        3.3.1 花粉母细胞染色体异常类型及频率
        3.3.2 花粉母细胞在减数分裂终变期染色体构型分析
第4章 讨论与展望
    4.1 染色体制片的方法探讨及优化
    4.2 水稻多倍体化后农艺性状变化
    4.3 多倍体水稻结实率与减数分裂染色体行为具有相关性
    4.4 后续的研究工作
结论
参考文献
致谢

(3)海稻86芒基因GAD1-H的克隆及功能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 水稻及其祖先
    1.2 多倍体水稻及研究进展
    1.3 水稻芒的研究进展
    1.4 QTL/基因定位策略
        1.4.1 初级定位
        1.4.2 精细定位
    1.5 功能基因验证的方法
        1.5.1 RNAi
        1.5.2 CRISPR-Cas基因编辑
        1.5.3 超表达系统
    1.6 本研究的背景、目的及意义
第2章 材料与方法
    2.1 材料、仪器和试剂
        2.1.1 水稻材料
        2.1.2 使用的载体及菌株
        2.1.3 仪器设备
        2.1.4 实验试剂及耗材
        2.1.5 实验所用溶液及培养基的配方
    2.2 实验方法
        2.2.1 DNA提取
        2.2.2 RNA提取
        2.2.3 RNA反转成c DNA
        2.2.4 PCR反应
        2.2.5 引物设计与合成
        2.2.6 DNA片段回收
        2.2.7 TA克隆
        2.2.8 PCR连接产物热激转化大肠杆菌DH5α
        2.2.9 BSA-seq
        2.2.10 RNA-seq
        2.2.11 激素测定
        2.2.12 生物信息学分析
        2.2.13 实时荧光定量PCR
        2.2.14 质粒DNA的提取
        2.2.15 GAD1-H敲除载体的构建
        2.2.16 GAD1-H超表达载体的构建
        2.2.17 GAD1-H-RNAi载体的构建
        2.2.18 农杆菌的转化和保存
        2.2.19 诱导愈伤组织
        2.2.20 继代培养
        2.2.21 预培养
        2.2.22 侵染
        2.2.23 水洗与初筛
        2.2.24 第二次筛选(S2)
        2.2.25 分化
        2.2.26 生根
        2.2.27 炼苗与移栽
        2.2.28 原核表达载体的构建
        2.2.29 真核表达载体的构建
第3章 结果与分析
    3.1 BSA-seq分析
        3.1.1 测序数据统计
        3.1.2 比对参考基因组
        3.1.3 测序深度统计
        3.1.4 SNP和 In Del变异检测及过滤
        3.1.5 关联分析
        3.1.6 候选区间SNP和 In Del注释
        3.1.7 候选区域内非同义突变基因及移码突变基因功能注释
    3.2 GAD1-H/gad1-H基因DNA水平的克隆分析
        3.2.1 PCR获得GAD1-H/gad1-H
        3.2.2 DNA水平GAD1-H/gad1-H的序列分析
    3.3 GAD1-H/gad1-H基因RNA水平的克隆分析
        3.3.1 RNA的提取、反转录成c DNA并 PCR扩增GAD1-H/gad1-H
        3.3.2 RNA水平GAD1-H/gad1-H的序列分析
    3.4 GAD1-H/gad1-H的生物信息学分析
        3.4.1 GAD1-H/gad1-H的序列分析
        3.4.2 GAD1-H/gad1-H的结构域预测
        3.4.3 GAD1-H/gad1-H的二级结构预测
        3.4.4 GAD1-H/gad1-H的三级结构预测
        3.4.5 GAD1-H/gad1-H的理化性质
        3.4.6 GAD1-H/gad1-H的跨膜分析
        3.4.7 GAD1-H/gad1-H的亚细胞定位预测
        3.4.8 EPF/EPFL家族的全基因组鉴定及进化分析
        3.4.9 GAD1-H上游调控序列分析
        3.4.10 GAD1-H上游顺式作用元件分析
    3.5 海稻 86 和无芒海稻 86 减数分裂期幼穗转录组分析
        3.5.1 RNA的提取及RNA-seq
        3.5.2 测序数据统计
        3.5.3 基因的表达定量
        3.5.4 DEGs鉴定
        3.5.5 DEGs的 GO、COG和 KEGG注释分析
        3.5.6 DEGs中激素相关基因分析
        3.5.7 DEGs中 TF分析
        3.5.8 GAD1-H的表达分析
    3.6 GAD1-H在海稻 86 和无芒海稻 86 不同组织中的表达分析
    3.7 海稻 86 和无芒海稻 86 雌雄蕊形成期幼穗激素分析
    3.8 GAD1-H在日本晴、明恢63 和无芒海稻86 中的超表达
        3.8.1 p BWA(V)HS-GAD1-H的超表达载体的构建
        3.8.2 p BWA(V)HS-GAD1-H超表达载体的转化
    3.9 四倍体海稻86中GAD1-H的 RNAi
        3.9.1 p BWA(V)HS-HD86-4x载体的构建
        3.9.2 p BWA(V)HS-HD86-4x载体的遗传转化
    3.10 海稻86 中GAD1-H的敲除
        3.10.1 敲除载体的构建
        3.10.2 敲除载体的遗传转化
    3.11 原核和真核表达载体的构建
第4章 讨论与展望
    4.1 GAD1-H同源基因的研究进展
    4.2 GAD1-H 启动子区和gad1-H 启动子区序列比较
    4.3 展望
参考文献
致谢

(4)榨菜和紫甘蓝远缘杂交及其多倍化过程优势性状产生的分子机理研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩略词表
1.绪论
    1.1 植物远缘杂交与异源多倍化
    1.2 异源多倍化基因表达的变化
        1.2.1 基因的抑制与激活
        1.2.2 基因的偏向性表达
        1.2.3 基因的非加性表达
    1.3 异源多倍体基因表达的表观遗传学调控机制研究
        1.3.1 植物DNA甲基化
        1.3.1.1 植物DNA甲基化的发生机制
        1.3.1.2 植物DNA去甲基化的发生机制
        1.3.1.3 植物DNA甲基化的生物学功能
        1.3.1.4 异源多倍体DNA甲基化调控作用研究
        1.3.2 植物miRNA
        1.3.2.1 植物miRNA的合成机制
        1.3.2.2 植物miRNA的作用机制
        1.3.2.3 植物miRNA的生物学功能
        1.3.2.4 异源多倍体中miRNA调控基因表达
    1.4 芸薹属异源多倍体研究进展
        1.4.1 芸薹属异源多倍体的合成
        1.4.2 芸薹属异源多倍体优势性状的利用
    1.5 榨菜种质资源研究现状
    1.6 本研究的目的与意义
2.榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化过程基因表达分析
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
        2.2.2.1 总RNA的提取与检测
        2.2.2.2 cDNA文库构建及测序
        2.2.2.3 数据过滤及参考基因组比对
        2.2.2.4 基因表达量分析
        2.2.2.5 差异表达基因、非加性表达基因分析及GO功能、Pathway富集分析
        2.2.2.6 cDNA合成
        2.2.2.7 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证
        2.2.2.8 蜡质层染色观察
    2.3 结果与分析
        2.3.1 转录组测序数据基本分析
        2.3.2 榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化差异表达基因分析与验证
        2.3.3 榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化非加性表达基因分析
        2.3.4 非加性表达基因的qRT-PCR验证及性状观察
    2.4 讨论
3.榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化过程DNA甲基化变化分析
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
        3.2.2.1 DNA的提取与检测
        3.2.2.2 MSAP反应
        3.2.2.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳
        3.2.2.4 特异片段的回收
        3.2.2.5 目的片段与载体连接
        3.2.2.6 转化及筛选克隆测序
        3.2.2.7 qRT-PCR验证
        3.2.2.8 编码区、氨基酸序列比对与蛋白三级结构预测
    3.3 结果与分析
        3.3.1 异源三倍体、异源六倍体及其亲本的DNA甲基化水平分析
        3.3.2 异源三倍体、异源六倍体及其亲本的DNA甲基化模式分析
        3.3.3 差异甲基化片段(differentially methylated fragments,DMFs)的功能分析
        3.3.4 DNA甲基化相关酶的基因表达验证及生物信息学分析
    3.4 讨论
4.DNA去甲基化酶AtDML3的作用机制研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
        4.2.2.1 DNA的提取与检测
        4.2.2.2 纯合突变体筛选与鉴定
        4.2.2.3 生理指标测定
        4.2.2.4 全基因组甲基化测序(whole genome bisulfite sequencing,WGBS)
        4.2.2.5 数据过滤及参考基因组比对
        4.2.2.6 差异甲基化区域(differentially methylated region,DMR)分析
        4.2.2.7 BSP(bisulfite sequencing PCR)
        4.2.2.8 目的片段与载体连接
        4.2.2.9 转化及克隆测序分析
        4.2.2.10 总RNA提取与cDNA合成
        4.2.2.11 候选基因的qRT-PCR验证
    4.3 结果与分析
        4.3.1 dml3纯合突变体鉴定及表型观察
        4.3.2 WGBS数据基本分析
        4.3.3 dml3 甲基化模式变化分析
        4.3.4 DMR与差异甲基化基因(DMG)鉴定
        4.3.5 差异甲基化基因DNA甲基化水平与表达水平关联分析
    4.4 讨论
5.榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化过程miRNA的表达分析
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
        5.2.2.1 总RNA的提取与检测
        5.2.2.2 cDNA文库的构建及测序
        5.2.2.3 数据过滤及参考基因组比对
        5.2.2.4 Small RNA的鉴定与差异分析
        5.2.2.5 miRNA靶基因预测及GO富集分析
        5.2.2.6 miRNA茎环引物反转录
        5.2.2.7 miRNA的qRT-PCR验证
        5.2.2.8 靶基因的qRT-PCR验证
        5.2.2.9 TuMV接种(摩擦接种法)
        5.2.2.10 pBI121-STTM1885b载体构建
        5.2.2.11 pBI121-STTM1885b质粒转化农杆菌
        5.2.2.12 pBI121-STTM1885b在榨菜叶片的瞬时表达
    5.3 结果与分析
        5.3.1 Small RNA测序数据基本分析
        5.3.2 榨菜和紫甘蓝远缘杂交及多倍化差异表达miRNA分析
        5.3.3 非加性表达miRNA的分析与靶基因预测
        5.3.4 非加性下调表达miRNA的功能分析
        5.3.5 非加性表达bra-miR1885b的功能验证
        5.3.6 异源六倍体抗TuMV验证
    5.4 讨论
6.基于异源六倍体优势性状的异附加系创制
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验方法
        6.2.2.1 人工杂交授粉
        6.2.2.2 人工自交授粉
        6.2.2.3 多态性EST-SSR分子标记
        6.2.2.4 叶绿素含量测定
    6.3 结果与分析
        6.3.1 TC_nA_2群体的获得
        6.3.2 TC_nA_2群体染色体附加鉴定
        6.3.3 TC_nA_2叶型观察与叶绿素相对含量测定
        6.3.4 田间试种与观察
    6.4 讨论
7.结论、创新点与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
附表
附图
研究生期间成果

(5)基于表型和遗传学分析的兰州百合染色体加倍效应研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 文献综述
    1.1 多倍体植物分类及其形成途径
        1.1.1 多倍体植物分类
        1.1.2 多倍体植物的形成途径
    1.2 多倍体植物的变异
        1.2.1 多倍体植物的表型变异研究
        1.2.2 多倍体植物的遗传变异研究
        1.2.3 多倍体植物的表观遗传变异研究
    1.3 多倍体在作物育种中的应用
        1.3.1 “Gigas”效应在作物育种中的应用
        1.3.2 杂种优势效应和异质性效应在作物育种中的应用
        1.3.3 多倍体植物育性相关特性在作物育种中的应用
    1.4 百合属植物的研究现状
        1.4.1 百合属植物的分布和分类
        1.4.2 百合的观赏价值、药用价值和食用价值
        1.4.3 百合育种现状
        1.4.4 百合多倍体育种及染色体加倍技术
    1.5 兰州百合研究现状
        1.5.1 兰州百合生产概况
        1.5.2 兰州百合种球生产及育种现状
        1.5.3 兰州百合多倍体诱导研究进展
        1.5.4 兰州百合多倍体的遗传和表观遗传学研究
    1.6 本研究的目的、研究内容和技术路线
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 技术路线
第二章 兰州百合四倍体的诱导技术研究及继代培养稳定性分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 外植体的准备
        2.1.2 染色体加倍处理
        2.1.3 诱导再生植株的倍性检测
        2.1.4 四倍体植株的继代扩繁
        2.1.5 继代四倍体倍性稳定性分析
        2.1.6 兰州百合基因组大小估算
        2.1.7 数据统计
    2.2 结果与分析
        2.2.1 鳞片为外植体的染色体加倍分析
        2.2.2 种子为外植体的染色体加倍分析
        2.2.3 试管小鳞茎为外植体的染色体加倍分析
        2.2.4 FCM倍性检测
        2.2.5 根尖染色体倍性检测
        2.2.6 三种外植体的染色体加倍效果比较
        2.2.7 继代对四倍体倍性稳定性的影响
        2.2.8 兰州百合基因组大小估算
    2.3 讨论
    2.4 小结
第三章 兰州百合四倍体的表型分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 形态学观察和形态指标分析
        3.1.3 细胞学分析
        3.1.4 叶片叶绿素含量测定
        3.1.5 品质分析
        3.1.6 抗旱性分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 染色体加倍对形态特征的影响
        3.2.2 染色体加倍对叶片细胞特征的影响
        3.2.3 染色体加倍对叶绿素含量的影响
        3.2.4 染色体加倍对品质的影响
        3.2.5 染色体加倍对抗旱性的影响
    3.3 讨论
    3.4 小结
第四章 兰州百合多倍体的多态性分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 引物合成及基因组DNA提取
        4.1.3 ISSR引物筛选和体系优化
        4.1.4 兰州百合多倍体与二倍体供体之间的遗传多样性分析
        4.1.5 ISSR特异性条带的克隆及同源性分析
        4.1.6 继代四倍体试管苗的遗传一致性检测
        4.1.7 数据分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 基因组DNA的浓度和纯度
        4.2.2 ISSR引物筛选
        4.2.3 多态性ISSR引物筛选
        4.2.4 不同倍性兰州百合株系间的遗传一致性和遗传距离
        4.2.5 不同倍性兰州百合株系的聚类分析
        4.2.6 不同倍性兰州百合居群的遗传多样性
        4.2.7 ISSR特异片段的同源基因
        4.2.8 继代四倍体试管苗的遗传一致性
    4.3 讨论
    4.4 小结
第五章 兰州百合多倍体的DNA甲基化变异分析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 引物合成及基因组DNA提取
        5.1.3 基因组酶切反应
        5.1.4 接头连接和预扩增反应
        5.1.5 选择性扩增
        5.1.6 选择性扩增产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳分离
        5.1.7 MSAP特异片段克隆及同源性分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 基因组酶切反应体系优化
        5.2.2 接头连接与预扩增反应验证
        5.2.3 选择性扩增体系优化
        5.2.4 不同倍性兰州百合的甲基化敏感多态性
        5.2.5 MSAP特异片段的同源基因或序列
    5.3 讨论
    5.4 小结
第六章 结论、创新点及展望
    6.1 论文研究的主要结论
    6.2 论文研究的创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录
    A-1 部分ISSR回收片段与同源序列的Aligment图谱
    A-2 不同选择性扩增引物甲基化敏感多态性
致谢
导师简介
个人简介
在读期间主要发表的论文

(6)苜蓿单倍体培育及其杂交结实性与主要性状杂种优势分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略语表
1 前言
    1.1 单倍体诱导及应用
    1.2 单倍体的鉴定
        1.2.1 染色体计数法与流式细胞术鉴定法
        1.2.2 形态学鉴定法与气孔数鉴定法
        1.2.3 分子标记法与遗传标记法
        1.2.4 放射线辐射法与其他方法
    1.3 单倍体的加倍方法
        1.3.1 秋水仙素的加倍原理
        1.3.2 秋水仙素加倍技术在双单倍体植株诱导中的应用
    1.4 苜蓿单倍体研究利用现状
        1.4.1 国外苜蓿单倍体研究利用现状
        1.4.2 国内苜蓿单倍体研究利用现状
    1.5 真假杂交种的鉴定方法
        1.5.1 形态学鉴定法
        1.5.2 细胞学鉴定法
        1.5.3 物理化学鉴定法
        1.5.4 生化标记鉴定法
        1.5.5 分子标记鉴定法
        1.5.6 SRAP技术原理与方法
        1.5.7 SRAP技术在杂交种鉴定中的应用
    1.6 杂交育种与杂种优势分析
        1.6.1 杂种优势利用现状
        1.6.2 配合力与杂种优势
        1.6.3 育性与杂种优势
        1.6.4 不同倍性材料的杂交利用
    1.7 杂交亲本的选择与杂种优势预测
        1.7.1 遗传距离与杂种优势预测
        1.7.2 杂种优势群与杂种优势模式
    1.8 研究目的与意义
    1.9 主要研究内容
    1.10 研究技术路线
2 苜蓿单倍体培养及育性鉴定
    2.1 试验材料与药品
        2.1.1 材料来源
        2.1.2 试验药品来源
    2.2 试验方法
        2.2.1 组培再生体系的优化
        2.2.2 再生植株倍性鉴定
        2.2.3 单倍体植株扩繁
        2.2.4 炼苗移栽
        2.2.5 花粉育性鉴定
        2.2.6 自交结实率
    2.3 数据分析方法
    2.4 结果与分析
        2.4.1 愈伤组织分化培养基的优化
        2.4.2 流式细胞术鉴定法的优化
        2.4.3 根尖染色体鉴定法的优化
        2.4.4 不同倍性苜蓿组培茎段扦插生根率
        2.4.5 不同倍性苜蓿材料炼苗移栽成活率
        2.4.6 不同倍性新疆大叶苜蓿部分器官形态差异
        2.4.7 不同倍性苜蓿自交结荚情况与种子活力
    2.5 讨论
        2.5.1 外源激素对苜蓿花药分化培养的影响
        2.5.2 流式细胞术对植物倍性鉴定的影响因素
        2.5.3 根尖染色体鉴定的影响因素
        2.5.4 不同倍性苜蓿的自交不亲和性
    2.6 小结
3 苜蓿双单倍体植株的诱导
    3.1 试验材料与药品
        3.1.1 材料来源
        3.1.2 试验药品来源
    3.2 试验方法
        3.2.1 固体和液体秋水仙素培养基
        3.2.2 愈伤组织的继代培养
        3.2.3 分化与生根培养
        3.2.4 再生植株的倍性鉴定
    3.3 数据分析方法
    3.4 结果与分析
        3.4.1 秋水仙素处理对出愈率的影响
        3.4.2 愈伤组织继代改良培养
        3.4.3 秋水仙素处理对茎段生根率的影响
        3.4.4 秋水仙素加倍处理后再生植株倍性鉴定
        3.4.5 双单倍体植株的再分化
    3.5 讨论
        3.5.1 不同培养方式对加倍效果的影响
        3.5.2 不同外植体对加倍效果的影响
        3.5.3 不同处理因素对加倍效果的影响
        3.5.4 愈伤组织的继代改良
    3.6 小结
4 不同倍性和育性材料间杂交结实率的比较
    4.1 试验材料与杂交组合
    4.2 研究内容与方法
        4.2.1 物候期观测
        4.2.2 人工杂交
    4.3 数据分析方法
    4.4 结果与分析
        4.4.1 物候期
        4.4.2 不同育性苜蓿杂交组合结实率分析
        4.4.3 不同倍性苜蓿杂交组合结实率分析
        4.4.4 二倍体苜蓿种间杂交结实率分析
        4.4.5 二倍体苜蓿与扁蓿豆种间杂交结实率分析
        4.4.6 杂交时期对杂交结荚率的影响
        4.4.7 各因素对杂交结实率的影响
    4.5 讨论
        4.5.1 育性对杂交结实率的影响
        4.5.2 倍性对杂交结实率的影响
        4.5.3 种间杂交对杂交结实率的影响
        4.5.4 杂交时期与杂交结实率
    4.6 小结
5 杂交亲本遗传距离分析及杂交种真实性鉴定
    5.1 试验材料与药品
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验药品
    5.2 试验方法
        5.2.1 DNA的提取与检测
        5.2.2 SRAP引物
        5.2.3 SRAP-PCR扩增反应体系及程序
        5.2.4 PCR产物检测
    5.3 数据分析方法
    5.4 结果与分析
        5.4.1 12个杂交亲本SRAP标记图谱分析
        5.4.2 12个苜蓿亲本间的遗传距离与聚类分析
        5.4.3 杂交种真实性的鉴定
        5.4.4 各杂交组合杂交种纯度
        5.4.5 影响杂交种纯度的主要因素
    5.5 讨论
        5.5.1 苜蓿亲本材料种质遗传多样性与遗传距离分析
        5.5.2 苜蓿杂交种分子标记特异带与纯度鉴定
        5.5.3 影响杂交种纯度的因素
    5.6 小结
6 不同倍性的杂种产量性状优势分析
    6.1 试验材料
    6.2 试验方法
    6.3 数据分析方法
    6.4 结果与分析
        6.4.1 苜蓿亲本材料的单株地上生物量比较
        6.4.2 苜蓿亲本材料产量性状表现
        6.4.3 育性和倍性对苜蓿亲本材料产量性状的影响
        6.4.4 杂交组合牧草产量优势表现
        6.4.5 苜蓿强优势杂交组合的筛选
        6.4.6 杂交组合牧草产量性状的相关性
        6.4.7 不同倍性杂交组合牧草产量性状表现
        6.4.8 不同倍性杂交组合牧草产量优势表现
        6.4.9 杂交组合牧草产量性状优势与遗传距离相关性
        6.4.10 亲本倍性与遗传距离对杂交组合牧草产量杂种优势的影响
    6.5 讨论
        6.5.1 产量性状对杂种优势形成的影响
        6.5.2 苜蓿强优势杂交组合的筛选
        6.5.3 倍性与杂交组合产量相关性状优势形成的关系
        6.5.4 遗传距离对杂交组合产量相关性状优势形成的影响
        6.5.5 遗传距离和倍性与杂交组合产量相关性状优势形成的关系
    6.6 小结
7 全文讨论
    7.1 苜蓿单倍体与双单倍体获得的影响因素
    7.2 苜蓿SRAP分子标记特异带与杂种优势相关性
    7.3 苜蓿种内与种间杂交结实性的差异
8 结论
9 本研究创新
10 下一步研究设想
致谢
参考文献
作者简介

(7)利用远缘杂交和离体染色体加倍技术创造多倍体水稻种质资源(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.水稻育种
        1.1 水稻育种历程
        1.2 水稻育种技术
    2.多倍体水稻育种
        2.1 植物多倍体
        2.2 多倍体的形成途径
        2.3 多倍体水稻育种概况
        2.4 多倍体水稻的特征特性
        2.5 多倍体水稻低结实率问题研究
        2.6 利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻
    3.水稻的远缘杂交
        3.1 水稻远缘杂交中的困难及克服方法
        3.2 水稻远缘杂交的研究
    4.本研究的目的和意义
第二章 材料与方法
    1.实验材料
        1.1 加倍材料
        1.2 杂交材料
    2.实验仪器与试剂
        2.1 实验仪器
        2.2 实验试剂
    3.实验方法
        3.1 同源四倍体水稻的获得
        3.2 加倍材料倍性鉴定
        3.3 异源多倍体水稻的获得
        3.4 花粉育性检测
        3.5 农艺性状考察
第三章 结果与分析
    1.水稻品种的染色体加倍
        1.1 水稻品种同源四倍体的获得
        1.2 四倍体的鉴定
        1.3 同源四倍体水稻品种的农艺性状考察
    2.海稻86 四倍体的获得与鉴定
        2.1 海稻86 四倍体的加倍获得
        2.2 海稻86 四倍体的鉴定及比较
    3.异源多倍体水稻的创造
        3.1 杂种的获得
        3.2 杂种的鉴定
        3.3 AAB和 AAAB的花粉育性
        3.4 AAB和 AAAB的农艺性状
第四章 讨论
    1.多倍体水稻利用前景
    2.栽培稻与斑点野生稻间不同基因组构成杂种的利用价值
    3.海稻86 四倍体的利用
    4.本论文存在的不足和后续工作
参考文献
致谢

(8)菊花耐涝性遗传机制解析与候选基因挖掘(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表
前言
第一章 文献综述
    1 植物耐涝性研究进展
        1.1 涝渍概况及其对植物的影响
        1.1.1 对植物生长形态及发育的影响
        1.1.2 对植物生理生化的影响
        1.2 植物耐涝性鉴定方法及评价指标
        1.2.1 田间直接鉴定法
        1.2.2 盆栽模拟淹水法
        1.2.3 人工模拟气候箱法
        1.2.4 高通量表型平台法
        1.3 植物耐涝性的分子机理
        1.3.1 根系结构与植物耐涝性
        1.3.2 碳水化合物消耗及代谢平衡
        1.3.3 转录因子与植物耐涝性
        1.4 菊花耐涝性相关研究
    2 分子标记技术的种类及其原理
        2.1 分子标记的主要种类
        2.2 几种常用分子标记的原理
        2.2.1 SRAP标记
        2.2.2 SSR标记
        2.2.3 SNP标记
        2.2.4 CAPS/dCAPS标记
    3 植物复杂数量性状的遗传解析方法
        3.1 连锁分析
        3.1.1 连锁分析概念
        3.1.2 条件QTL定位
        3.1.3 连锁分析在植物研究中的应用
        3.2 关联分析
        3.2.1 关联分析概况
        3.2.2 群体类型与分析模型
        3.2.3 关联分析在植物研究中的应用
        3.3 集团分离分析法
        3.3.1 BSA及其在植物研究中的应用
        3.3.2 BSR-seq及其在植物研究中的应用
        3.4 多种方法的联合分析
        3.5 菊花数量性状定位研究进展
    4 本研究的目的和意义
第二章 菊花品种资源苗期耐涝性鉴定
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 耐涝性鉴定
        1.2.1 模拟涝害处理方法
        1.2.2 耐涝指标测定
        1.2.3 菊花耐涝性评价标准
        1.3 数据处理与分析
    2 结果与分析
        2.1 菊花品种资源耐涝性评价
        2.2 菊花品种资源耐涝性的AMMI分析
        2.3 菊花品种资源耐涝性的聚类分析
    3 讨论
第三章 菊花耐涝性状的配合力、杂种优势及其与遗传距离的相关性分析
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 耐涝性鉴定
        1.2.1 模拟涝害处理方法
        1.2.2 耐涝指标测定
        1.3 数据处理与分析
    2 结果与分析
        2.1 杂交F_1代耐涝性状的基本统计分析
        2.2 菊花耐涝性状的配合力分析
        2.2.1 配合力方差分析
        2.2.2 一般配合力相对效应值
        2.2.3 特殊配合力相对效应值
        2.2.4 遗传参数估算
        2.3 菊花耐涝性状的杂种优势
        2.4 菊花亲本间遗传距离
        2.5 菊花耐涝性状配合力、杂种优势与遗传距离的相关性
    3 讨论
        3.1 菊花各耐涝性状的遗传变异
        3.2 亲本选择选配及杂种优势预测
        3.3 菊花各耐涝性状的遗传力
第四章 菊花遗传图谱构建及耐涝性动态QTL定位
    第一节 菊花连锁遗传图谱构建
        1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 基因组DNA的提取与检测
        1.3 SRAP分子标记全基因组扫描
        1.4 gSSR分子标记全基因组扫描
        1.5 标记收集、命名与分离分析
        1.6 连锁分析与图谱构建
        2 结果与分析
        2.1 分子标记多态性与分离分析
        2.2 母本遗传图谱构建
        2.3 父本遗传图谱构建
        3 讨论
        3.1 分子标记多态性与偏分离现象
        3.2 栽培菊花的遗传特性
        3.3 影响遗传图谱质量的主要因素及存在问题
    第二节 菊花耐涝性的动态QTL定位
        1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 菊花F_1群体耐涝性鉴定
        1.2.1 模拟涝害处理方法及指标测定
        1.2.2 耐涝表型数据处理与分析
        1.3 菊花耐涝性动态QTL定位
        1.4 菊花耐涝性加性QTL整合
        1.5 菊花耐涝性上位性QTL定位
        2 结果与分析
        2.1 菊花F_1群体耐涝性的遗传变异
        2.2 菊花耐涝性加性QTL定位
        2.2.1 非条件QTL分析
        2.2.2 条件QTL分析
        2.2.3 非条件和条件QTL整合分析
        2.3 菊花耐涝性上位性QTL定位
        2.3.1 非条件上位性QTL分析
        2.3.2 条件上位性QTL分析
        3 讨论
        3.1 菊花耐涝性动态表型变异
        3.2 菊花耐涝性的动态遗传机制
        3.2 QTL聚合及其在分子标记辅助育种的应用
第五章 基于SNP标记的菊花耐涝性全基因组关联分析及候选基因挖掘
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 涝胁迫处理和性状调查
        1.3 SNP基因分型和群体结构分析
        1.4 GWAS和优异等位变异的挖掘
        1.5 dCAPS标记开发及验证
        1.6 候选基因预测及qRT-PCR验证
    2 结果与分析
        2.1 群体遗传结构分析
        2.2 聚类结果与耐涝性的关系
        2.3 GWAS分析及优异等位变异发掘
        2.4 优异等位位点聚合分析
        2.5 dCAPS标记的开发及验证
        2.6 候选基因鉴定及差异表达分析
    3 讨论
        3.1 GWAS分析的主要影响因素
        3.2 优异等位变异的聚合及在育种中的应用
        3.3 候选基因的功能分析
第六章 利用BSR-seq挖掘菊花耐涝性关联SNP位点及候选基因
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 涝胁迫处理及样品准备
        1.3 RNA提取及测序
        1.4 De novo组装及SNP检测
        1.5 基因差异表达分析及功能注释
        1.6 子代SNP频率差异分析及候选基因确定
    2 结果与分析
        2.1 转录组测序数据质量和组装
        2.2 基于转录组测序的SNP鉴定
        2.3 基因功能注释及差异表达分析
        2.4 菊花耐涝性关联SNP位点鉴定
        2.5 候选基因鉴定及功能注释
    3 讨论
        3.1 BSR-seq及其在菊花中应用的可行性
        3.2 基因差异表达及候选基因功能的分析
全文结论
创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表论文、申请专利及参与的科研项目
致谢

(9)鲫鲂杂交品系的rRNA基因的染色体位点及组成分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 鱼类远缘杂交研究进展
        1.1.1 鱼类远缘杂交育种
        1.1.2 鱼类杂交育种的优势
    1.2 多倍体化研究进展
        1.2.1 多倍体化的简介
        1.2.2 多倍体二倍体化简介
        1.2.3 鱼类多倍化的研究及其意义
    1.3 rRNA基因研究进展
        1.3.1 5SrRNA基因简介
        1.3.2 45SrRNA基因的简介
    1.4 荧光原位杂交技术
        1.4.1 荧光原位杂交技术的研究历史
        1.4.2 荧光原位杂交技术的研究进展
        1.4.3 荧光原位杂交技术的应用
    1.5 本研究的目的和主要研究内容
第二章 异源多倍体化早期 5S rRNA基因在染色体位点的变异
    2.1 实验材料和方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 DNA提取
        2.1.3 染色体制备
        2.1.4 5SrRNA基因结构单元分析
        2.1.5 荧光原位杂交
    2.2 结果
        2.2.1 5S rRNA基因结构分析
        2.2.2 5S rRNA基因染色体位点分析
    2.3 讨论
第三章 同源四倍体品系rRNA基因的分子组装及其染色体位点的研究
    3.1 实验材料和方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 肌肉基因组DNA提取
        3.1.3 肾脏染色体的制备
        3.1.4 5SrRNA基因序列分析
        3.1.5 荧光原位杂交
        3.1.6 硝酸银染色(Ag-NOR染色)
    3.2 结果
        3.2.1 5S rRNA基因结构单元分析
        3.2.2 5S rRNA基因分子组装分析
        3.2.3 5S rRNA基因结构单元的重组分析
        3.2.4 5S rRNA基因染色体位点分析
        3.2.5 硝酸银染色(Ag-NOR染色)结果分析
    3.3 讨论
第四章 同源四倍体鲫二倍体化过程中 5S rRNA基因染色体位点的研究
    4.1 实验材料和方法
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 DNA提取
        4.1.3 染色体制备
        4.1.4 5S rRNA基因分析
        4.1.5 荧光原位杂交
    4.2 结果
        4.2.1 5S rRNA基因结构单元分析
        4.2.2 5S rRNA基因染色体位点分析
        4.2.3 红鲫特异性着丝粒探针染色体位点分析
    4.3 讨论
第五章 同源三倍体化 5S rRNA基因结构及其染色体位点的研究
    5.1 实验材料和方法
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 DNA提取
        5.1.3 染色体制备
        5.1.4 DNA含量测定
        5.1.5 5S rRNA基因序列分析
        5.1.6 5S rRNA基因系统发育树的构建
        5.1.7 荧光原位杂交
    5.2 结果
        5.2.1 染色体数目及DNA含量
        5.2.2 5S rRNA基因结构单元分析
        5.2.3 5S rRNA基因序列分析
        5.2.4 5S rRNA基因系统发育树分析
        5.2.5 5S rRNA基因染色体位点分析
    5.3 讨论
第六章 源于鲫鲂杂交的多倍体后代及其亲本45S rRNA基因的ITS分析
    6.1 实验材料和方法
        6.1.1 实验材料
        6.1.2 荧光原位杂交
        6.1.3 DNA提取
        6.1.4 ITS序列的扩增及测序
        6.1.5 总RNA的提取
        6.1.6 反转录和cDNA合成
        6.1.7 5.8S rRNA基因表达
        6.1.8 ITS序列酶切
    6.2 结果
        6.2.1 荧光原位杂交结果
        6.2.2 ITS序列分析
        6.2.3 5.8S序列表达
        6.2.4 ITS序列的遗传模式分析
        6.2.5 ITS序列的表达模式分析
    6.3 讨论
第七章 总结
    7.1 异源多倍体化早期 5S rRNA基因在染色体位点的变异
    7.2 同源四倍体品系r RNA基因分子组装及其染色体位点的研究
    7.3 同源四倍体鲫二倍体化过程中 5S rRNA基因染色体位点的研究
    7.4 同源三倍体化 5S rRNA基因结构及其染色体位点的研究
    7.5 源于鲫鲂杂交的多倍体后代及其亲本45S rDNA ITS比较研究
    7.6 本论文仍有待于进一步研究的问题
参考文献
主要实验试剂和仪器
附录
致谢

(10)人工合成异源四倍体小麦S1S1AA和AADD胚乳中基因和小RNA表达变化的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词说明
第一部分 文献综述
    第一章 植物异源多倍体的基因表达和表观遗传调控研究
        1 异源多倍体中的基因表达变化
        1.1 异源多倍体中的基因加性与非加性表达变化
        1.2 异源多倍体亚基因组与亲本之间的基因表达差异
        1.3 异源多倍体亚基因组基因表达偏向和功能不对称性
        2 异源多倍体中的表观遗传变化
        2.1 DNA甲基化在植物异源多倍体中的变化与生长发育调控
        2.2 组蛋白修饰在植物异源多倍体中的变化与生长发育调控
        2.3 小RNA在植物异源多倍体中的表达变化与种子发育调控
        2.4 转座元件激活表达在植物异源多倍体中广泛存在
    第二章 小麦异源四倍体化与物种形成
        1 小麦的起源与进化
        2 异源四倍体小麦的遗传和表观遗传变化
        2.1 异源四倍体小麦的遗传变化
        2.2 异源四倍体小麦的表观遗传变化
        2.3 异源四倍体小麦的基因表达变化
    本研究的目的与意义
第二部分 研究报告
    第三章 人工合成小麦S~1S~1AA和AADD胚乳中的基因和小干扰RNA表达分析
        1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 试验方法
        2 结果与分析
        2.1 S~1S~1AA和AADD的种子大小与形态变化及转录组测序
        2.2 S~1S~1AA和AADD中部分同源基因加性与非加性表达分析
        2.3 亲本对S~1S~1AA和AADD中基因非加性表达的贡献不同
        2.4 胚乳发育相关基因在异源四倍体小麦胚乳中偏向A亚基因组表达
        2.5 S~1S~1AA和AADD胚乳在非加性表达基因中富集不同的功能
        2.6 组蛋白H3K9甲基转移酶基因和转座元件在S~1S~1AA和AADD中差异表达
        2.7 S~1S~1AA和AADD胚乳中的小干扰RNA表达变化与部分同源基因表达变化相关
        3 讨论
        3.1 AADD相对S~1S~1AA在A基因组激活表达更多的siRNA可能与TE激活和基因组不稳定相关
        3.2 S~1S~1AA和AADD相对亲本的siRNA和组蛋白甲基转移酶基因表达差异可能与基因表达调控相关
        3.3 S~1S~1AA和AADD之间的小干扰RNA和基因表达变化差异可能与多种因素有关
全文结论
创新点与不足之处
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间取得的学术成果目录

四、特异同源多倍体水稻自交后代的遗传研究(论文参考文献)

  • [1]甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究[D]. 张清. 福建农林大学, 2021(06)
  • [2]同源四倍体水稻PMeS品系的细胞遗传学观察[D]. 徐小婷. 湖北大学, 2021(02)
  • [3]海稻86芒基因GAD1-H的克隆及功能研究[D]. 李丽冰. 湖北大学, 2021(02)
  • [4]榨菜和紫甘蓝远缘杂交及其多倍化过程优势性状产生的分子机理研究[D]. 袁璐. 浙江大学, 2021(01)
  • [5]基于表型和遗传学分析的兰州百合染色体加倍效应研究[D]. 李淑洁. 甘肃农业大学, 2020
  • [6]苜蓿单倍体培育及其杂交结实性与主要性状杂种优势分析[D]. 徐舶. 内蒙古农业大学, 2020(01)
  • [7]利用远缘杂交和离体染色体加倍技术创造多倍体水稻种质资源[D]. 贺文婷. 湖北大学, 2020(02)
  • [8]菊花耐涝性遗传机制解析与候选基因挖掘[D]. 苏江硕. 南京农业大学, 2019(08)
  • [9]鲫鲂杂交品系的rRNA基因的染色体位点及组成分析[D]. 曹柳. 湖南师范大学, 2019(01)
  • [10]人工合成异源四倍体小麦S1S1AA和AADD胚乳中基因和小RNA表达变化的研究[D]. 焦武. 南京农业大学, 2018

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特定同源多倍体水稻自交后代的遗传
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