一、植物多倍体形成途径及机制(论文文献综述)
刘勇波[1](2021)在《多倍体植物混合倍性种群的建立机制研究进展》文中研究指明基因组多倍化是物种形成和进化的重要驱动力,几乎所有植物都经历过至少一次基因组加倍。然而,由于多倍体植株比二倍体表现出更高的死亡率,多倍化机制被认为是植物进化的"死胡同"。一些植物物种具有自然混合倍性种群,即同一物种具有不同倍性,这为揭示多倍体的进化机制提供了最佳途径。本文从基因组加倍形成多倍体植物开始,综述了混合倍性种群的形成、建立与维持的研究进展,探讨了多倍体适应自然环境的种群分化而形成多倍体物种的机制。研究自然混合倍性种群的倍性组成、重复基因的功能分化以及多倍体的生态位分化,有利于明确混合倍性自然种群的生态适应与维持机理,以及多倍体植物的进化机制。
马晓雨[2](2021)在《美洲黑杨×大青杨四倍体诱导及核型分析》文中指出本研究以美洲黑杨×大青杨(Plopulus detoides×P ussuriensis)叶片、叶柄、茎段为外植体,以秋水仙素为诱变剂,采用混培法和浸渍法对美洲黑杨×大青杨进行多倍体的诱导,建立了适用于美洲黑杨×大青杨的混培和浸渍诱导多倍体的诱变体系。同时,以未处理二倍体作对照,研究获得的变异植株在生长、形态学、细胞学和生理指标上的变化,对美洲黑杨×大青杨染色体制片方案进行优化并对不同倍性植株核型进行分析。主要研究结果如下:1.采用固体混培法、液体混培法和浸渍法3种多倍体诱导方法,不同诱导方法和外植体类型对多倍体的诱导效果不同,固体混培法中,以茎段为外植体,秋水仙素浓度为50 mg/L处理2d,多倍体诱导率最高为16.67%;液体混培法中,以叶片和茎段为外植体,分别在秋水仙素浓度为30 mg/L时处理2 d和1 d,多倍体诱导率最高均为13.33%;浸渍法中,以茎段为外植体,在浓度为0.4%和0.6%的秋水仙素溶液中分别浸渍6 h和12 h,多倍体诱导率均为6.67%。其中,不同外植体总诱导率从大到小排序依次为茎段、叶片、叶柄;不同诱导方法总诱导率从大到小依次为固体混培法、液体混培法、浸渍法。2.经流式细胞仪鉴定,变异植株叶片单细胞DNA含量为二倍体的2倍,确定变异株是四倍体。四倍体较二倍体而言,组培苗根系更发达且生长更快;叶片长宽和面积变大,长宽比减小,叶脉叶柄变粗,叶表面变粗糙;气孔和保卫细胞变大,气孔密度变小,叶绿体数量增多;叶片叶绿素含量增加。3.美洲黑杨×大青杨染色体制片效果与根长度、预处理方式、解离时间、解离温度密切相关。结果显示:在根生长达到1.5 cm时取样,可以获得较多的中期分裂相且适合核型分析的中期细胞较多;预处理采用对二氯苯饱和水溶液在0℃下处理2 h,获得染色体形态清晰、分散性良好且长度适宜;解离采用1 mol/L盐酸60℃下酸解10 min或室温25℃下酸解18 min,更易于压片且染色效果好,获得染色体的形态结构较好。对获得的不同倍性美洲黑杨×大青杨染色体进行核型分析,二倍体染色体数为38条,核型公式为2n=2x=38=32m+6sm,核不对称系数为56.61%;四倍体染色体数为76条,核型公式为2n=4x=76=64m+12sm,核不对称系数为57.43%;两者均在第3组染色体短臂上发现随体,核型均为1B型。
胡晶晶[3](2020)在《横断山高山带虎耳草属核型与基因组大小研究》文中研究说明虎耳草属(Saxifraga Tourn.ex L.)隶属于虎耳草科(Saxifragaceae),全球约有450余种,主要分布在亚洲、欧洲、北美洲和南美洲的高山地带。中国约有216种,横断山是虎耳草属的现代分布和分化中心,其高山带海拔2700 m以上共有72种。植物的染色体数目在属间、种间甚至种内会有规律性的变异,故常作为植物分类学的重要依据之一。因此,研究该区域植物的染色体数目及核型对植物的分类和进化有重要意义,同时也是讨论种属间进化关系和种内变异的重要依据。国外对虎耳草属的细胞学研究历史悠久,已开展研究染色体数目的物种占所有全球种类的64.66%,相比,国内较为滞后,有报道记录的占中国所有物种的24.07%,而横断山高山带海拔2700 m以上仅占11.11%,其研究更亟待加强。流式细胞术作为一种快速、便捷、灵敏的细胞分析技术,目前可以通过它来测量大量植物物种的核DNA含量和倍性水平,对细胞学进化研究,物种间的亲缘关系以及基因组学等方面的研究有着重要意义。但利用流式细胞术对虎耳草属的研究,国外只有对虎耳草属的7个物种做过流式的分析,国内甚至没有。本研究综述了全球虎耳草属细胞学研究的进展,分析了虎耳草属染色体的进化特征,在此基础上对横断山高山带地区共开展了虎耳草属植物7种8居群的核型研究,以及虎耳草属61个种的基因组大小和倍性水平的流式细胞学研究。得出如下的结果:1.首次报道了虎耳草属植物6个种的染色体数目和核型参数(其中5种为中国特有);首次发现虎耳草属中存在同一种的不同居群有染色体基数的变化情况。具体为:垂头虎耳草(S.nigroglandulifera)巴朗居群的核型公式为:2n=2x=16=12m+4sm、Stebbins不对称性为2A;而波瓦居群的核型公式为:2n=3x=18=13m+5sm、Stebbins不对称性为2B;繁缕虎耳草(S.stellariifolia)的核型公式为2n=2x=14=12m+2sm、Stebbins不对称性为2A;无睫毛虎耳草(S.egregia var.eciliata)的核型公式为2n=2x=16=12m+4sm、Stebbins不对称性为2A;德钦虎耳草(S.deqenensis)的核型公式为2n=2x=16=16m、Stebbins不对称性为1B;黑腺虎耳草(S.nigroglandulosa)的核型公式为2n=6x=42=39m+3sm、Stebbins不对称性为2B;西南虎耳草(S.signata)的核型公式为2n=2x=16=12m(2sat)+4sm、Stebbins不对称性为2A。上述结果丰富了虎耳草属物种的细胞学资料,为该属的系统分类及生态适应研究提供了基础资料。2.结合全球虎耳草属及其近缘类群的染色体数目、染色体基数、染色体倍性水平的统计分析,发现虎耳草属在染色体数目、基数、倍性水平等细胞学特征上均具有丰富的多样性,主要表现为:(1)染色体数目多样,有2n=10208不等;(2)染色体基数丰富,有x=552不等;(3)染色体倍性体现出二倍体占比为42.82%、多倍体占比为57.18%。初步推测虎耳草属细胞水平上的进化主要体现在染色体数目、基数及倍性水平的多样化,这或许是虎耳草属物种复杂多样、快速分化和适应高山极端环境的重要机制。3.通过流式细胞术首次检测了横断山高山带虎耳草属61种植物的基因组大小和倍性水平。结果发现:61种的基因组大小变化多样,其范围从232.32 Mbp–20010.82 Mbp不等;其倍性也是多样的,有二倍体、四倍体,六倍体甚至还有三倍体,其中二倍体居多,占90.16%。结合已有的系统发育树框架,发现线茎虎耳草(S.filicaulis)和燃灯虎耳草(S.lychnitis)的基因组大小差异明显,推测两者亲缘关系较远;而垂头虎耳草(S.nigroglandulifera)与山地虎耳草(S.montana)亲缘关系较近、与狭瓣虎耳草(S.pseudohirculus)和燃灯虎耳草较远;小伞虎耳草(S.umbellulata)、流苏虎耳草(S.wallichiana)、黑蕊虎耳草(S.melanocentra)、虎耳草(S.stolonifera)、区限虎耳草(S.finitima)基因组大小相近,推测它们之间亲缘关系较近,而与齿叶虎耳草(S.hispidula)、唐古特虎耳草(S.tangutica)亲缘关系较远。从整体统计分析得出虎耳草属的基因组大小可能是朝着增大的方向进化。再结合地理分布范围推测基因组大小、倍性与海拔可能有相关性。4.综合细胞学特征及基因组大小的研究,分析发现虎耳草属在染色体进化上多倍化不明显,并不支持传统的认为高山或极端环境多倍体为主的进化和适应机制,即“多倍体预适应机制”理论;同时,传统的“冰期加速多倍化形成”的理论也没有得到本研究的支持,该研究结果也为生物地理学目前认为的该地区地质历史上没有大的冰盖或受冰期的影响较小的推测提供了细胞学证据。
许哲[4](2020)在《二倍体和四倍体西瓜的转录组分析及倍性鉴定》文中提出西瓜(Citrullus lanatus),是一年生的蔓性草本植物,果皮翠绿清新,果肉鲜红可口,含有丰富的营养,还具有消暑解渴的作用,是人们在夏季最喜欢吃的水果之一。多倍体化作为高等植物染色体进化的重要标志,有助于植物适应环境的变化以及新物种的形成。多倍体西瓜有诸多优点,多倍体西瓜果实巨大,可以提高西瓜的产量,利用多倍体可以提高西瓜的品质和营养成分,通过多倍体育种还可以提高西瓜的抗逆性等等。西瓜多倍体育种有两个关键点,一是染色体加倍技术,二是倍性检测技术。目前染色体加倍技术已经较为成熟,倍性检测却无法简便、低成本地进行,而且关于四倍体西瓜的转录组研究鲜有报道。本研究使用除草剂胺黄灵(Oryzalin)进行了西瓜染色体加倍试验,对二倍体和四倍体西瓜进行了转录组测序,分析了两者间的差异表达基因,筛选出了6个可能与西瓜倍性相关的基因,并以此为基础,建立了q RT-PCR检测西瓜倍性的方法。主要研究结果如下:1、使用20μmol/L胺黄灵成功诱导出四倍体西瓜植株,诱导率为25%,胺黄灵因其诱导效率高、使用的浓度低对人体和植物的毒害小且价格便宜可以作为一种新型高效的西瓜四倍体诱变剂供试验人员使用。2、利用RNA-Seq技术,对1份二倍体西瓜材料515(WMA)和3份四倍体西瓜材料516(WMB)、517(WMC)、518(WMD)进行高通量转录组测序,经过质量控制,4个样品共得到18.48Gb Clean Data,各个样品的Clean Data均超过4.41Gb,Q30均达到94.52%以上。将各样品的Clean Data与参考基因组进行序列比对,比对率均在95.27%以上。基于比对结果,对样品基因表达水平进行定量分析,三组对比WMA与WMB、WMA与WMC、WMA与WMD中共筛选出2782个差异表达基因(DEGs)。3、通过GO富集分析,发现二倍体西瓜与四倍体西瓜间差异表达基因在生物过程(Biological Process)中富集最显着且富集到差异基因最多的term为细胞氮化合物的生物合成过程,羧酸代谢过程,含氧酸代谢过程,有机酸代谢过程,胺代谢过程,细胞酮代谢过程等;在细胞组成(Cellular Component)中富集最显着且富集到差异基因数量最多的term为光系统,光系统I反应中心,类囊体等;在分子功能(Molecular Function)中富集最显着且富集到差异基因数量最多的term为氧化还原酶活性。通过KEGG显着性富集分析发现,二倍体西瓜与四倍体西瓜间差异表达基因主要在光合作用、光合作用天线蛋白、叶绿素和卟啉代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等通路中较为活跃。另外二倍体和四倍体西瓜中高水平差异基因大都是上调表达。氧化应激蛋白、脱落酸受体、乙烯响应转录因子等基因上调表达量很高,这些差异表达基因可能是西瓜多倍体形成的关键因子。4、筛选出了几个可能与西瓜倍性相关的基因Cla97C10G205730、Cla97C10G187010、Cla97C01G019450、Cla97C02G026280、Cla97C01G004920和Cla97C07G140200。通过GO功能注释发现,Cla97C10G187010、Cla97C02G026280、Cla97C01G004920、Cla97C07G140200是调控细胞核成分的基因,控制多倍体西瓜细胞遗传与代谢。Cla97C10G205730和Cla97C01G019450是调控西瓜细胞壁、液泡膜、内质网、高尔基体等膜结构的基因。以此为基础设计了q RT-PCR试验鉴定西瓜倍性,Cla97C01G019450和Cla97C02G026280在本试验所用材料中的鉴定效果良好,但是此方法只能作为常规鉴定方法的补充,普遍性和准确性还需进一步试验验证。
潘琪[5](2019)在《天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究》文中认为异源多倍化是植物物种形成与进化的普遍现象,常常伴随着祖先基因组的遗传、表观遗传及基因表达的变动。但天然异源多倍体形成的历史悠久,难以找寻其确切的亲本基因型。通过特定的杂交途径是一个天然异源多倍体的祖先种得以重现,将为研究祖先基因组的行为及互作提供独特的材料与视角。他人通过远缘杂交诱导天然甘蓝型油菜(Brasssica napus L.,AnAnCnCn,2n=38)中C亚基因组染色体的特异丢失,而创建了具有A基因组全部染色体的白菜祖先种(B.rapa L.,AnAn,2n=20);将分离出的白菜祖先种与甘蓝型油菜亲本连续回交,培育出附加Cn基因组单条染色体的全套白菜-甘蓝单体附加系(B.rapa-oleracea monosomic alien additional lines,2n=21,AnAn+1Cn1-9)。本研究通过高通量测序技术,对A基因组从甘蓝型油菜中剥离前后的基因表达与甲基化变化、单条C基因组染色体导致的A基因组基因表达变化进行了深入分析。主要结果如下:1 甘蓝型油菜异源/去异源多倍体化过程中基因表达的变化分别对甘蓝型油菜品种中双11(ZS11)、中双11分离白菜(Restituted B.rapa,RBRZS11)、四份天然白菜和三份天然甘蓝苗期叶片进行转录组分析,并对同时期ZS11和RBRZS11的叶片DNA进行了甲基化分析。转录组分析发现,RBRZS11和四份天然白菜之间存在大量共有的差异表达基因,这表明在甘蓝型油菜的进化及人工选择过程中,A基因组基因表达发生了广泛变化。与甘蓝型油菜的An亚基因组相比,RBRZS11有高达20%的基因在剥离前后表达水平发生了显着变化,且其中有20%的基因其表达水平无论是上调或者下调,均朝着接近于天然白菜中的表达水平而变化。表明这些基因的表达变化是异源多倍化和驯化共同作用的结果。功能富集分析表明,这些基因主要参与新陈代谢和应激反应这两个生物学过程;另外,在RBRZS11中下调表达的绝大多数基因,其在甘蓝型油菜中的表达水平显着高于来自C基因组的同源基因;而上调表达的绝大多数基因,其在甘蓝型油菜中的表达水平显着低于来自C基因组的同源基因。全基因组甲基化分析结果显示,与甘蓝型油菜相比,RBRZS11中甲基化水平上升区域的数量明显多于甲基化水平下降的区域,但甲基化水平的变化只分别解释6.4%的下调基因表达和4.7%的上调基因表达。表明基因表达的变化不仅受甲基化改变影响,还受到其他表观调节。2 天然甘蓝型油菜衍生的白菜-甘蓝单体异附加系的基因表达分析对天然甘蓝型油菜品种Oro背景的全套白菜-甘蓝单体附加系RBROro与Oro进行杂交及多代回交,顺利将Oro的C基因组染色体逐个附加到RBROro上,建立了一套完整的白菜-甘蓝单体附加系。对附加系和RBROro进行转录组测序,以揭示A基因组的基因表达对非整倍性的反应。分析结果表明,与二倍体RBROro相比,所有附加系的基因表达呈现出不同程度的失调表达,由顺式效应(额外C染色体贡献)和更普遍的反式效应(二倍体的A基因组基因)所引起。此外,附加系中基因表达的反式调控效应随着附加系中的受体A基因组与其附加C基因组染色体之间的同源性的增加而增强,而与其额外附加的染色体上的基因数量无关。附加系与RBROro的成对基因表达差异分析,发现共有10个反式效应调节的共失调表达基因,并且它们的功能主要与转运活性相关。此外,附加系与RBROro相比,在RBROro中高表达的基因在附加系中倾向于下调表达,而低表达的基因则呈现上调表达。在其他非整体研究中也发现此类现象,表明个体对非整倍性的转录反应具有共同趋势。
李映雪[6](2019)在《药用石斛2n雄配子发生及有性多倍体资源创建》文中研究指明药用石斛(Pharmaceutical Dendrobium)是我国传统中药材,市场前景广阔。倍性育种是药用植物育种的重要手段,虽然已有关于药用石斛无性多倍体的研究,但未见利用2n配子途径创建其有性多倍体的报道。本试验以9种药用石斛、6个种间杂交后代群体和2个种内杂交后代群体为材料,研究药用石斛2n雄配子的发生及其细胞学机理,以及杂交后代的杂交亲和性,在此基础上利用高频发生2n雄配子的材料创建药用石斛有性多倍体资源。主要研究结果如下:1.9种药用石斛均有2n雄配子发生,但不同种类的药用石斛2n雄配子发生率差异明显。其中,银嘴重唇石斛2n雄配子平均发生率最高,为2.34%,其余药用石斛2n雄配子平均发生率均小于1%;不同铁皮石斛品种2n雄配子发生率不同,最高的为铁皮石斛‘GH’,发生率为0.33%,最低的为铁皮石斛‘HSH’,发生率为0.07%。筛选出2n雄配子发生率大于1%的单株8株,其中铁皮石斛‘GH’1株、兜唇石斛1株、银嘴重唇石斛6株。2.8个药用石斛杂交后代均有2n雄配子发生,但不同杂交组合后代2n雄配子的发生率差异明显。在6个种间杂交组合后代群体中,铁皮石斛‘BJ’×兜唇石斛杂种后代最高,为5.52%,其次是柏氏芳香石斛×美花石斛杂交后代,为2.40%;2个铁皮石斛种内杂交组合后代群体的2n雄配子平均发生率较低,分别为0.40%和0.33%。这说明,远缘杂交能显着提高杂交后代2n雄配子的发生。筛选出2n雄配子发生率大于2%的杂交后代资源共40份。3.对3种药用石斛和5个杂交组合后代群体2n雄配子发生率的稳定性进行了鉴定。结果表明,兜唇石斛、美花石斛和4个杂交组合后代2n雄配子的发生率在两年内比较稳定,但铁皮石斛‘BJ’和铁皮石斛‘BJ’×铁皮石斛‘HSH’杂交后代2n雄配子的发生率不稳定。这说明药用石斛2n雄配子的既受到遗传因素的控制,又受到环境因素的影响。4.对铁皮石斛‘BJ’及其与兜唇石斛的杂交后代花粉母细胞的减数分裂过程进行了观察。结果表明,亲本和杂交后代均以二分体和三分体的方式产生2n雄配子,亲本以三分体形式为主,而杂交后代中2n雄配子发生率高的资源以二分体途径为主。其中,二分体的发生是由于小孢子母细胞减数分裂不同步,导致部分小孢子母细胞减数第一次分裂不分裂,减数第二次分裂正常分裂所致;三分体的发生是由于减数第二次分裂中期纺锤体异常,形成三极纺锤体所致。5.药用石斛杂交F1代的自交亲和性低,而杂交亲和性相对较高。F1代自交的坐果率为0~41.67%,杂交的坐果率为0~100%;供试的19个F1代自交和杂交组合均能无菌萌发,其中萌发率高于80%的杂交组合有3个;选择9个种子萌发率较高的F1代自交和杂交组合进行了原球茎分化和生根壮苗试验,发现所有组合出芽率和成苗率均达到50%以上。6.采用形态学观察和流式细胞仪鉴定,从F1代自交和杂交种子萌发所得的试管苗中分别获得1和10份疑似有性多倍体资源。通过上述研究,初步弄清了药用石斛2n雄配子的发生规律及其细胞学机理,创建了利用2n配子选育药用石斛多倍体资源的技术体系,获得了11份疑似有性多倍体资源,为药用石斛多倍体育种奠定了基础。
李晓敏[7](2019)在《种间杂交提高兰花2n雄配子发生率的分子机理》文中研究说明利用2n雄配子途径获得有性多倍体是植物多倍体育种的有效方法,获得高频发生2n配子的资源是前提。通过远缘杂交创建高频发生2n雄配子的兰花资源已有报道,但远缘杂交提高兰花2n雄配子发生的分子机理还不清楚。本文以墨兰×兔耳兰杂交后代为材料,研究其2n雄配子的发生并筛选高频发生2n雄配子的资源;利用实时荧光定量PCR技术分析2n雄配子相关基因的表达,克隆候选基因SDS,建立兰花基因功能快速鉴定体系。主要研究结果如下:(1)墨兰×兔耳兰杂交后代2n雄配子形成主要通过二分体和三分体方式。杂交后代2n雄配子普遍发生,但不同组合之间差异明显。2n雄配子平均发生率最高的组合是‘达摩墨兰’×兔耳兰,为3.82%;其次是‘金嘴墨兰’×兔耳兰和‘企剑白墨墨兰’×兔耳兰,其2n雄配子平均发生率分别为3.25%和3.10%,最低是‘小香墨兰’×兔耳兰,为1.68%。(2)‘小香墨兰’×兔耳兰和‘金嘴墨兰’×兔耳兰杂交后代2n雄配子发生率显着高于其亲本,分别筛选出连续3年2n雄配子发生率大于1%的资源4份和7份。墨兰×兔耳兰部分杂交后代2n雄配子发生率在不同年份间差异显着,说明2n雄配子的发生不仅受基因型的控制,也受环境因素的影响。(3)SDS基因在兰花不同组织的表达具有显着性差异,SDS基因在花粉中表达量显着高于其它组织,是花瓣中的表达量的50倍,是子房中的表达量的580倍。(4)在整个减数分裂过程中SDS表达量逐渐降低,减数分裂间期I至中期I,SDS在低频发生2n雄配子株系‘67-109’的表达量显着高于高频发生2n雄配子株系‘67-80’,表明SDS基因可能是导致二分体形成的关键基因。减数分裂Ⅰ中期-减数分裂Ⅱ中期,AFH14、DYAD1、ANP2、NACK11和NACK12在株系‘67-80’的表达量显着高于‘67-109’中的表达量;减数分裂Ⅱ中期-成熟花粉期,ANP2和NACK11在‘67-80’的表达量显着高于‘67-109’,MAPK41在‘67-109’的表达量显着高于‘67-80’。At PS1基因在整个减数分裂过程中表达量呈下降趋势,减数分裂Ⅱ中期-成熟花粉期,该基因在‘67-109’的表达量显着高于‘67-80’,可能是导致三分体形成的关键基因。(5)适合(墨兰×兔耳兰)×银针杂交后代根状茎试管花诱导的培养基为MS(2KH2PO4,1/2 NH4NO3)+6-BA 3.0 mg·L-1+TDZ 0.05 mg·L-1+NAA 0.02 mg·L-1+蔗糖50g·L-1+卡拉胶7 g·L-1+AC(活性炭)0.02 g·L-1,在该培养基上试管花诱导率为77.78%,正常花率为12.22%。温度和光照对试管花诱导有显着影响。25℃、光强1500-2000 lx下,试管花诱导率最高,为93.33%;15/25℃(夜/昼)、光强1500 lx下,正常花率最高,为12.22%,此时‘14-16-16’2n雄配子发生率为6.57%。(6)从株系‘67-80’和株系‘67-109’中克隆的SDS基因DNA序列一致,总长度为3200 bp,其中包含6个内含子和7个外显子。其所编码的氨基酸序列也是相同的,说明SDS基因的差异表达可能与转录调控环节有关。构建了含有SDS基因的过表达载体来进行基因功能验证,目前未筛选到转基因植株。通过上述研究,获得了一批高频发生2n雄配子的兰花资源,克隆了兰花SDS基因,初步阐明了2n雄配子发生的分子机理,建立了兰花2n雄配子基因功能鉴定的离体培养体系,为创建有性多倍体资源,深入研究2n雄配子的遗传机制奠定了基础。
毛晓丹[8](2019)在《诱导2n雌配子创制龙眼荔枝三倍体种质的研究》文中研究说明龙眼(Dimocarpus longan Lour.)和荔枝(Litchi chinensis Sonn.)分属于无患子科(Sapindaceae)的龙眼属(Dimocarpus)和荔枝属(Litchi),两者均为南亚热带地区的重要果树,具有很高的经济价值。但在长期的实生选种过程中发现龙眼荔枝天然的无核种质资源极少,而通过常规杂交和远缘杂交产生三倍体的几率非常低。因此,本研究以‘石硖’龙眼,‘紫娘喜’荔枝为材料,分析两者的大孢子母细胞减数分裂和胚囊发育进程与雌花大小及形态特征的相关关系,摸索诱导2n雌配子的最适宜时期,期望通过人工授粉创制三倍体种质,主要的研究结果如下:1、通过观察龙眼荔枝不同大小及形态特征的雌花所对应的大孢子母细胞减数分裂时期及胚囊发育时期,明确它们之间的相关关系,以准确判别龙眼荔枝的大孢子发育进程,解决龙眼荔枝雌花发育时间节点难以判定的问题。2、根据龙眼雌花横径的大小及形态特征,将其发育过程分为6个形态阶段。形态阶段Ⅰ:雌花蕾开始膨大,花萼和花瓣微微开裂;形态阶段Ⅱ:柱头微露,子房未明显膨大;阶段Ⅰ、Ⅱ处于减数分裂时期。形态阶段Ⅲ:1/4柱头露出,子房未明显膨大,处于单核胚囊期;形态阶段Ⅳ:1/3柱头露出,子房明显膨大,处于二核胚囊期;形态阶段Ⅴ:萼片和花瓣开裂,花药花丝聚拢包裹子房,1/2柱头露出,处于四核胚囊期;形态阶段Ⅵ:雌花完全开放,萼片和花瓣完全张开,柱头进一步伸长和开裂,子房明显膨大,处于八核成熟胚囊期。当雌花蕾处于阶段I,大小为2.0~2.3 mm时,大孢子母细胞处于减数分裂旺盛时期,是诱导2n雌配子的最适宜时期。3、根据荔枝雌花横径的大小及形态特征,将其发育过程分为6个形态阶段。形态阶段Ⅰ:雌花蕾开始膨大,顶部裂开;形态阶段Ⅱ:柱头微露,子房未明显膨大;阶段Ⅰ、Ⅱ处于减数分裂时期。形态阶段Ⅲ:1/4柱头露出,子房稍显膨大,处于单核胚囊期。形态阶段Ⅳ:1/3柱头露出,子房明显膨大,花药花丝聚拢,处于二核胚囊期。形态阶段Ⅴ:花药花丝稍伸长,柱头明显伸长且柱头不完全开裂,处于四核胚囊期;形态阶段Ⅵ:雌花完全开放,柱头完全开裂,处于八核成熟胚囊期。当雌花蕾处于阶段Ⅰ,大小为1.4~1.5 mm时,大孢子母细胞处于减数分裂时期,是诱导2n雌配子的最适宜时期。4、本研究利用秋水仙素诱导、高温诱导及两者相结合三种方法诱导龙眼2n雌配子。实验结果表明,通过不同浓度秋水仙素溶液处理,成功诱导了龙眼2n雌配子,首次获得了10株龙眼三倍体,成活8株,成活率为80%。其中,最适宜的处理组合为0.3%秋水仙素处理5 d,三倍体诱导率达2.3%,与龙眼对照相比,多倍体获得率提高了11倍。而另外两种诱导方法暂时未能诱导出三倍体种质,需要进一步完善。5、通过染色体计数法和流式细胞分析法鉴定龙眼荔枝多倍体。分别以自交后代的根尖和幼叶为材料进行染色体制片,观察到染色体浓缩程度适宜,且分散较好形态清晰的细胞分裂相,其中龙眼二倍体对照植株的染色体数目为2n=2x=30,龙眼变异植株的染色体数目为2n=3x=45。采用流式细胞分析法测定细胞中DNA的相对含量,结果显示变异植株叶片单细胞DNA含量为二倍体对照植株叶片的1.5倍,表明变异植株为三倍体。6、龙眼三倍体植株生长性状调查结果表明,与二倍体对照植株相比,多数三倍体植株叶片的叶缘波状程度较为明显,且叶片较厚,但在株高、叶片长度和宽度方面,两者没有显着差异。在色素含量方面,6株龙眼三倍体植株的叶绿素总含量比龙眼二倍体对照植株提高1.5~2倍,8株龙眼三倍体植株的类胡萝卜素含量比龙眼对照植株提高1.5~2.5倍。部分三倍体植株的株高、叶片长度和宽度、叶片厚度,以及色素含量均显着高于二倍体植株,表现出很强的生长势,如SX-10。本研究首次通过诱导2n雌配子途径创制‘石硖’的三倍体材料,可望从中筛选出优质且无核的新种质,具有突出的生产应用价值和育种利用价值。
付琪[9](2019)在《荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析》文中指出蕨类植物因其较高的观赏及药用价值,具有广阔的市场应用前景。诱导配子体高效形成孢子体以及探索与之相关的调控机制,是构建蕨类植物高效繁殖体系中最重要的问题。本文以荷叶铁线蕨(Adiantum reniforme var.sinense)作为研究材料,首先构建了配子体分别通过有性生殖和无配子生殖方式高效产生孢子体的培养体系,并对配子体和孢子体的形态建成和微观特征进行观察。在此基础上,运用高通量测序以及生物信息学手段对不同生殖方式不同发育时期的配子体进行研究,揭示与性器官分化以及无配子生殖高效产生孢子体过程有关的分子调控机制,为蕨类植物的高效繁殖以及大规模产业化生产打下理论基础。主要的研究结果如下:1.成功构建配子体通过有性生殖和无配子生殖高效产生孢子体的培养体系。将配子体置于含3.0mg/L赤霉素的培养基中培养,能刺激雌性生殖器官即颈卵器的分化,产生密布颈卵器的配子体。对这种配子体进行水培培养,可以促进受精现象的发生,通过有性生殖的方式高效产生孢子体。一般一个配子体上能产生多个孢子体。将配子体置于添加有40g/L蔗糖和1/4 MS的培养基中培养,能抑制性器官的分化,促进配子体进行无配子生殖高效产生孢子体。一般一个配子体上能产生十几甚至几十个孢子体。2.对荷叶铁线蕨通过有性生殖和无配子生殖产生的孢子体进行形态观察以及倍性鉴定。发现孢子体组培苗的新叶形状、成年植株叶片在扫描电镜下的纹饰存在差异,是区分两种生殖方式的重要特征。利用流式细胞仪鉴定有性生殖孢子体为二倍体,无配子生殖孢子体为单倍体。从200对SSR引物中筛选出5对能有效区别两种孢子体的引物,其中3对可用于构建指纹图谱。3.利用RNA-seq技术对能够进行无配子生殖高效产生孢子体的配子体进行测序,获得有效数据约4Gb,长度大于200bp的Unigene共62198个。利用数字基因表达谱技术对无配子生殖中4个时期的配子体进行测序,分别从各个时期鉴定到了20376、20592、22807和19750个基因。采用FDR≤0.001且差异表达倍数在2倍以上的条件,在Stage1和Stage2、Stage2和Stage3、Stage3和Stage4之间分别筛选出401、838和669个差异表达基因。对这些差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析,发现与细胞壁合成和植物激素有关的代谢途径可能在无配子生殖过程中起重要作用。此外,从差异表达基因中鉴定出24个与无配子生殖有关的转录因子。利用qRT-PCR研究12个候选基因在不同时期的表达类型,结果表明GID1、DELLA、SERK4基因可能在无配子生殖启动中具有重要作用。4.为了能用qRT-PCR方法在荷叶铁线蕨不同试验条件下获得准确的基因表达分析结果,运用geNorm、Normfinder和Bestkeeper软件对10个候选内参基因的稳定性进行评估。结果表明,40S、UBQ和H3基因适合用作配子体在蔗糖处理条件下的基因表达研究;40S和RPL35基因适合用作配子体在赤霉素处理条件下的基因表达研究;40S以及RPL35和REF2基因的组合适合配子体不同发育时期的基因表达研究。5.对荷叶铁线蕨有性生殖和无配子生殖总共6个时期的配子体进行高通量RNA测序,获得长度不少于200bp的unigene 264,791条。差异基因表达分析表明,与有性生殖相比,无配子生殖早期阶段的转录调控更为活跃。对两种生殖方式启动阶段的差异表达基因进行KEGG功能富集分析,发现淀粉与蔗糖代谢途径和植物激素信号转导途径只在无配子生殖早期阶段显着富集,进一步证明这两者在无配子生殖启动过程中的重要作用。筛选出SPS、TPS/TPP、GID1和PP2C等与无配子生殖启动有关的基因。6.对性器官分化和无性胚细胞分化时期的配子体转录组进行比较研究,以padj<0.05作为标准,筛选出2466个DEGs,从中鉴定出66个转录因子,这些转录因子与被子植物中影响性器官分化的转录因子是同源的,可能在蕨类植物中与性器官分化有关。实时定量试验结果表明AGL1和BBM基因可能分别具有促进蕨类植物性器官和无性胚细胞分化进而进行有性生殖和无配子生殖的作用。此外还筛选出22个甲基转移酶基因,说明DNA甲基化可能参与到蕨类植物配子体不同生殖方式的调控中。
王瑞华[10](2019)在《芸薹属植物GH3基因家族及多倍化过程中基因表达调控研究》文中指出作为一种重要的进化动力,多倍化促进了植物多样性,所有被子植物在进化过程中都经历了一次或几次全基因组加倍事件。多倍化会导致植物基因组和基因表达发生改变,这些变化使得多倍体更加适应环境,有助于它们向着稳定的方向进化。本论文选用芸薹属异源四倍体及其祖先种和芸薹属异源六倍体及其亲本为实验材料,探讨异源多倍化对GH3基因结构和表达、pre-mRNA可变剪接模式和lncRNA表达的影响以及阐明异源多倍体中lncRNA如何调控蛋白质编码基因表达。GH3基因家族参与了诸多与植物激素相关的生长和发育过程。在白菜型油菜、甘蓝和甘蓝型油菜中共鉴定出38、25和66个GH3基因。GH3基因不均匀地分布在甘蓝型油菜的染色体上,其中An和Cn亚基因组上分别有39和27个GH3基因,这分别与白菜型油菜和甘蓝基因组上的GH3基因数目相似。异源多倍化使得GH3基因家族在甘蓝型油菜中得到扩张,而且有6个新GH3基因产生。与祖先种相比,甘蓝型油菜中大多数GH3基因的外显子-内含子组成保持不变,但是启动子区域的顺式作用元件种类变化较大,而且表达模式也发生了显着变化。可变剪接是调节基因表达水平和蛋白质多样的一种重要机制,在许多生物学过程中起到了非常重要的作用。为了探讨异源多倍化对pre-mRNAs可变剪接模式的影响,我们在全基因组范围内对芸薹属异源六倍体及其亲本中的pre-mRNAs可变剪接模式进行分析。在白菜型油菜、埃塞俄比亚芥和芸薹属异源六倍体中共发现7913、14447和13205个可变剪接基因,芸薹属异源六倍体与亲本之间有56个差异可变剪接基因。芸薹属异源六倍体中选择性5’剪接位点通常位于组成型5’剪接位点上游4 bp处,而选择性3’剪接位点倾向位于组成型3’剪接位点下游3 bp处,这与母本很相似。芸薹属异源六倍体中有些基因的pre-mRNAs有不同于亲本的可变剪接类型,另一些基因的pre-mRNAs虽然有和亲本一样的可变剪接类型,但是剪接位点却不同于亲本。另外,在芸薹属异源六倍体中还发现了920个新可变剪接基因,这些基因显着性富集在“细胞芳香化合物代谢过程”,“细胞氮化合物生物合成过程”和“芳香族化合物生物合成过程”。对芸薹属异源六倍体非加性基因pre-mRNAs的可变剪接分析表明,下调的非加性基因pre-mRNAs更可能经历可变剪接,表明可变剪接可能参与了非加性基因表达调控。通过TA克隆和Sanger测序结果分析,我们发现GRP7/8基因的pre-mRNAs有不同于以往报道过的可变剪接类型,即新内含子,这种剪接类型的出现或许表明一种新的调控GRP7/8基因表达机制的形成。lncRNAs通过多种调控机制来影响基因的表达,参与了许多与植物生长发育相关的生物学过程。我们分别在白菜型油菜、埃塞俄比亚芥和芸薹属异源六倍体中鉴定出2725,1672和2810个lncRNAs。芸薹属异源六倍体与亲本之间共有725个差异表达的lncRNAs,这些差异表达的lncRNAs的表达模式被分成六大类,反应出芸薹属异源六倍体中lncRNAs表达的多样性。芸薹属异源六倍体中lncRNAs还呈现出父本偏向性和非加性的表达模式。我们发现lncRNAs直接通过顺式或反式作用调控蛋白质编码基因表达,大多数靶基因受到正向调控,这些靶基因主要富集在代谢过程、应对刺激、生殖、生物调节等过程,说明lncRNAs在这些生物过程中可能发挥比较重要的作用。最后,lncRNAs还可以作为miRNAs的前体或者靶标间接地调控蛋白质编码基因表达。我们发现61个lncRNAs可作为100个miRNAs的潜在靶标,15个lncRNAs可作为15个miRNAs的前体,由此看出lncRNAs可能参与miRNA-mRNA互作网络。同时,我们也查找到了lncRNAs的一些保守基序,保守的基序或许是lncRNAs发挥调控功能的关键。这些结果可为进一步研究植物多倍体中lncRNAs的功能和作用机制提供参考。综上所述,芸薹属异源多倍体中这些变化的产生有利于它们适应更广泛的环境条件,这些结果为深入探索植物多倍体进化及适应性的分子机制奠定了基础。
二、植物多倍体形成途径及机制(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、植物多倍体形成途径及机制(论文提纲范文)
(1)多倍体植物混合倍性种群的建立机制研究进展(论文提纲范文)
1混合倍性种群的形成 |
2混合倍性种群的建立与维持 |
3混合倍性物种 |
4展望 |
(2)美洲黑杨×大青杨四倍体诱导及核型分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 植物多倍体育种研究 |
1.1.1 植物多倍体形成机制 |
1.1.2 获得植物多倍体的技术方法 |
1.1.3 植物多倍体鉴定方法 |
1.2 染色体制片技术与核型分析 |
1.2.1 植物染色体制片研究 |
1.2.2 植物核型分析研究 |
1.3 杨树多倍体育种研究进展 |
1.3.1 国外杨树多倍体育种研究进展 |
1.3.2 国内杨树多倍体育种研究进展 |
1.4 研究目的意义 |
2 美洲黑杨×大青杨离体多倍体诱导 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 美洲黑杨×大青杨无菌苗的培养 |
2.2.2 美洲黑杨×大青杨多倍体诱导 |
2.3 统计方法 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 固体混培法对美洲黑杨×大青杨多倍体诱导效果的影响 |
2.4.2 液体混培法对美洲黑杨×大青杨多倍体诱导效果的影响 |
2.4.3 浸渍法对美洲黑杨×大青杨多倍体诱导效果的影响 |
2.5 本章小结 |
3 美洲黑杨×大青杨倍性鉴定及苗期性状分析 |
3.1 试验材料 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 继代培养 |
3.2.2 流式细胞仪鉴定 |
3.2.3 生根培养 |
3.2.4 组培苗移栽 |
3.2.5 叶片形态测定 |
3.2.6 气孔特征测定 |
3.2.7 叶绿素含量测定 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 流式细胞仪鉴定结果 |
3.3.2 不同倍性组培苗生长 |
3.3.3 叶片形态测定 |
3.3.4 气孔特征观测法 |
3.3.5 叶绿素含量测定 |
3.4 本章小结 |
4 美洲黑杨×大青杨染色体制片优化及不同倍性核型分析 |
4.1 试验材料 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 根尖培养和取材 |
4.2.2 预处理 |
4.2.3 固定 |
4.2.4 染色体制片 |
4.2.5 核型分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 染色体制片技术的优化 |
4.3.2 不同倍性美洲黑杨×大青杨染色体核型分析 |
4.4 本章小结 |
5 讨论 |
5.1 不同诱导方法对美洲黑杨×大青杨多倍体诱导率影响 |
5.2 不同倍性美洲黑杨×大青杨鉴定与苗期性状分析 |
5.3 美洲黑杨×大青杨染色体制片优化及不同倍性核型分析 |
5.3.1 不同根长度对制片效果的影响 |
5.3.2 不同预处理试剂对制片效果的影响 |
5.3.3 不同解离温度和时间对制片效果的影响 |
5.3.4 不同倍性美洲黑杨×大青杨染色体核型分析 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学硕士学位论文修改情况确认表 |
(3)横断山高山带虎耳草属核型与基因组大小研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究区域概况 |
1.2 虎耳草属的概况 |
1.3 虎耳草属的研究进展 |
1.3.1 虎耳草属的化学及药用成分研究 |
1.3.2 虎耳草属形态分类研究 |
1.3.3 虎耳草属的系统学研究进展 |
1.3.4 虎耳草属的谱系地理研究 |
1.3.5 虎耳草属细胞学进展 |
1.3.6 虎耳草属流式细胞术进展 |
1.4 拟解决的问题及意义 |
第二章 虎耳草属植物染色体与核型进化研究 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 染色体数据收集与整理 |
2.1.2 材料来源 |
2.2 核型分析实验步骤 |
2.3 核型分析方法 |
2.4 虎耳草属7种8居群的实验结果 |
2.4.1 垂头虎耳草 Saxifraga nigroglandulifera Balakr.(2 个居群) |
2.4.2 繁缕虎耳草 Saxifraga stellariifolia Franch. |
2.4.3 无睫毛虎耳草 Saxifraga egregia var. eciliata Engl. |
2.4.4 山地虎耳草 Saxifraga sinomontana J. T. Pan and Gornall |
2.4.5 德钦虎耳草 Saxifraga deqenensis C. Y. Wu |
2.4.6 黑腺虎耳草 Saxifraga nigroglandulosa Engl. et Irmsch. |
2.4.7 西南虎耳草 Saxifraga signata Engl. et Irmsch. |
2.5 染色体核型数据统计分析 |
2.5.1 虎耳草属7种8居群的染色体数目统计分析 |
2.5.2 虎耳草属7种8居群的核型参数统计分析 |
2.5.3 全球虎耳草属及其近缘类群染色体的数据分析 |
第三章 虎耳草属的流式细胞术的研究 |
3.1 流式细胞术概念及原理 |
3.2 流式细胞术的应用 |
3.3 实验材料 |
3.4 实验方法 |
3.5 实验步骤 |
3.5.1 完整细胞核悬浮液的制备与荧光染色 |
3.5.2 流式细胞仪的测量 |
3.5.3 计算机的收集与分析 |
3.6 实验结果 |
3.7 结果分析 |
第四章 讨论 |
4.1 虎耳草属在细胞水平上的进化 |
4.2 虎耳草属61个种的基因组大小之间的比较与进化探讨 |
4.3 从倍性比例探讨虎耳草属在高山带物种进化和适应的关系 |
第五章 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
致谢 |
(4)二倍体和四倍体西瓜的转录组分析及倍性鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1 西瓜概况 |
2 多倍体育种 |
2.1 多倍体诱导技术 |
2.1.1 物理方法 |
2.1.2 化学方法 |
2.1.3 体细胞杂交法 |
2.1.4 胚乳培养法 |
2.2 多倍体的鉴定方法 |
2.2.1 形态学鉴定 |
2.2.3 染色体计数法 |
2.2.4 细胞学鉴定法 |
2.2.5 流式细胞仪分析法 |
3 多倍体在蔬菜的应用 |
4 转录组研究 |
4.1 转录组和转录组学 |
4.2 转录组测序 |
4.2.1 第一代测序技术 |
4.2.2 第二代测序技术 |
4.2.3 第三代测序技术 |
4.3 转录组研究在植物方向的应用 |
5 qRT-PCR技术 |
5.1 技术原理 |
5.2 qRT-PCR检测方法 |
5.3 qRT-PCR定量方法 |
5.4 qRT-PCR优越性及应用 |
6 本研究的目的意义 |
第二章 材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验试剂和仪器 |
2.2.1 试验试剂 |
2.2.2 试验仪器 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 胺黄灵诱导染色体加倍 |
2.3.2 试验材料的倍性鉴定 |
2.3.3 试验材料总RNA的提取 |
2.3.4 转录组测序 |
2.3.4.1 文库构建 |
2.3.4.2 文库检测 |
2.3.4.3 上机测序 |
2.3.4.4 数据比对与分析 |
2.3.5 反转录PCR |
2.3.6 荧光定量PCR |
第三章 结果分析 |
3.1 胺黄灵诱导染色体加倍结果及流式细胞仪鉴定 |
3.2 总RNA的提取 |
3.3 转录组测序 |
3.3.1 数据过滤 |
3.3.2 测序数据统计与比对、组装分析 |
3.3.3 可变剪接分析 |
3.3.4 RNA-Seq相关性检查 |
3.3.5 基因定量 |
3.3.6 差异基因分析 |
3.3.6.1 差异表达基因筛选 |
3.3.6.2 差异表达基因维恩图 |
3.3.7 差异基因的GO富集分析 |
3.3.8 差异基因的KEGG富集分析 |
3.4 与倍性相关基因的筛选 |
3.5 荧光定量PCR验证RNA-Seq |
3.6 qRT-PCR鉴定西瓜倍性 |
第四章 讨论 |
4.1 西瓜多倍体的诱导 |
4.2 二倍体和四倍体西瓜转录组的差异 |
4.3 西瓜的倍性鉴定 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 西瓜的两种栽培模式 |
(5)天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 文献综述 |
1.1 植物远缘杂交 |
1.1.1 远缘杂交概述 |
1.1.2 远缘杂交研究进展 |
1.1.3 芸薹属远缘杂交研究 |
1.2 异源多倍研究进展 |
1.2.1 异源多倍体概述 |
1.2.2 异源多倍体研究进展 |
1.3 异源/去异源多倍化过程中的基因组遗传变化 |
1.3.1 染色体消除 |
1.3.2 基因组的其他遗传变化 |
1.4 异源多倍化过程中的表观遗传变化 |
1.4.1 DNA甲基化 |
1.4.2 组蛋白修饰 |
1.4.3 非编码RNA |
1.5 异源/去异源多倍体化过程中基因表达的变化 |
1.5.1 基因沉默 |
1.5.2 基因激活 |
1.5.3 部分同源基因的非加性表达 |
1.5.4 非加性表达的调控机制 |
1.6 非整倍体研究进展 |
1.6.1 异附加系研究进展 |
1.6.2 非整倍体的基因表达变化 |
1.7 植物转录组测序简介 |
1.8 甲基化检测分析简介 |
1.9 本研究的目的及意义 |
2 甘蓝型油菜异源/去异源多倍体化过程中基因表达的变化 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 植物材料 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 转录组测序与基因差异表达分析 |
2.3.2 甘蓝型油菜A_n亚基因组转录组的变化反映异源多倍化的影响 |
2.3.3 甘蓝型油菜异源/去异源多倍化过程中可逆的基因表达变化 |
2.3.4 甘蓝型油菜中的特异上调表达基因具有显着富集的GO类别 |
2.3.5 A_n剥离前后的基因表达改变与C_n基因表达的关系 |
2.3.6 RBR_(ZS11)DNA甲基化的改变及其基因表达变化的关系 |
2.4 讨论 |
2.4.1 甘蓝型油菜A_n亚基因组转录组的变化反映了异源/去异源多倍化/驯化的影响 |
2.4.2 A_n和C_n同源基因对间的表达强弱影响A亚基因组基因分离前后的表达 |
2.4.3 A_n与C_n亚基因组对甘蓝型油菜的形成具有不同的贡献 |
2.4.4 甘蓝型油菜的A基因组的基因表达变化还与表观遗传变化相关 |
2.5 总结与展望 |
3 天然甘蓝型油菜衍生的白菜-甘蓝单体异附加系的基因表达研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 RNA提取和cDNA文库的制备 |
3.2.3 差异表达基因(DEGs)分析 |
3.2.4 数据统计和可视化 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 附加系和白菜亲本之间的差异基因 |
3.3.2 对基因表达的顺/反式效应的成对比较 |
3.3.3 附加系中反式效应失调表达基因的影响因素 |
3.3.4 差异表达基因的功能分析 |
3.3.5 高表达基因容易下调而低表达基因容易上调 |
3.3.6 附加系染色体上没有明显的失调表达基因区域 |
3.4 讨论 |
3.4.1 附加系中反式效应失调基因受外源染色体与受体染色体之间的同源性影响 |
3.4.2 非整倍体性导致的失调表达基因具有类似的功能 |
3.4.3 非整倍体基因表达变化具有固定的模式 |
3.4.4 非整倍体中的GEDDs具有特异性 |
3.5 总结与展望 |
参考文献 |
附录1 |
附录2 |
个人简介 |
发表文章 |
致谢 |
(6)药用石斛2n雄配子发生及有性多倍体资源创建(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词以及英汉对照 |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 植物2n配子的发生及利用 |
1.2.1 植物2n配子的发生 |
1.2.2 植物2n配子发生的细胞学机理 |
1.2.3 2n配子在植物育种中的应用 |
1.3 药用石斛育种研究进展 |
1.4 本研究目的及意义 |
第2章 药用石斛2n雄配子发生及其细胞学机理 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 仪器和试剂 |
2.2.3 方法 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 药用石斛小孢子形成发育过程 |
2.3.2 药用石斛杂交后代小孢子形成发育过程 |
2.3.3 药用石斛2n雄配子发生 |
2.3.4 药用石斛花粉直径的测量 |
2.3.5 不同种、不同年份药用石斛2n雄配子发生 |
2.3.6 药用石斛杂交后代2n雄配子发生 |
2.3.7 不同种、不同年份药用石斛杂交后代2n雄配子发生 |
2.3.8 药用石斛2n雄配子发生的细胞学机理 |
2.4 小结 |
第3章 利用2n雄配子创建药用石斛多倍体资源 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料 |
3.2.2 仪器和试剂 |
3.2.3 方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 药用石斛远缘杂交亲和性研究 |
3.3.2 药用石斛杂交后代苗生产 |
3.3.3 药用石斛杂交后代多倍体鉴定 |
3.4 小结 |
第4章 讨论与总结 |
4.1 讨论 |
4.1.1 利用远缘杂交提高2n雄配子的发生 |
4.1.2 药用石斛2n雄配子发生的细胞学机理 |
4.1.3 利用2n雄配子创建药用石斛有性多倍体资源 |
4.2 结论 |
主要成果 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(7)种间杂交提高兰花2n雄配子发生率的分子机理(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词及中英汉对照 |
第1章 前言 |
1.1 2n配子发生的分子机理 |
1.1.1 减数分裂I的分子调控 |
1.1.2 减数分裂II的分子调控 |
1.1.3 减数分裂II纺锤体异常定位 |
1.1.4 胞质分裂 |
1.2 兰花试管花研究进展 |
1.2.1 光照条件 |
1.2.2 温度 |
1.2.3 外植体种类 |
1.2.4 植物激素 |
1.2.5 营养条件 |
1.2.6 试管花的应用 |
1.3 研究目的与意义 |
第2章 墨兰×兔耳兰种间杂交后代2n雄配子的发生 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 方法 |
2.2.3 统计分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 ‘金嘴墨兰’×兔耳兰小孢子形成发育过程 |
2.3.2 兰花2n雄配子发生 |
2.4 小结 |
第3章 兰花2n雄配子发生相关基因的鉴定及SDS基因克隆 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料与仪器试剂 |
3.2.2 方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 SDS基因在兰花不同组织中的表达分析 |
3.3.2 2n雄配子候选基因的表达分析 |
3.3.3 2n雄配子候选基因SDS的 ORF和基因组DNA的克隆 |
3.4 小结 |
第4章 兰花试管花高效诱导技术体系的建立及SDS基因功能分析 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 材料 |
4.2.2 方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 根状茎试管花的形成过程 |
4.3.2 植物生长调节剂对试管花诱导的影响 |
4.3.3 光照强度对试管花诱导的影响 |
4.3.4 温度对试管花诱导的影响 |
4.3.5 环境条件对2n雄配子发生的影响 |
4.3.6 SDS过表达载体构建 |
4.3.7 受体材料的遗传转化 |
4.4 小结 |
第5章 讨论与结论 |
5.1 讨论 |
5.1.1 远缘杂交提高2n雄配子的发生 |
5.1.2 远缘杂交提高2n雄配子发生的分子机理 |
5.1.3 兰花2n雄配子基因功能鉴定的离体培养体系的建立 |
5.2 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)诱导2n雌配子创制龙眼荔枝三倍体种质的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词对照表 |
1 前言 |
1.1 龙眼荔枝的分布及经济地位 |
1.2 龙眼荔枝的育种进展 |
1.3 植物多倍体研究进展 |
1.3.1 果树多倍体的特征 |
1.3.2 果树多倍体育种途径 |
1.3.2.1 从自然变异中选育多倍体 |
1.3.2.2 物理方法诱导多倍体 |
1.3.2.3 化学方法诱导多倍体 |
1.3.2.4 通过胚乳培养选育多倍体 |
1.3.2.5 通过体-配融合的原生质体融合技术培育多倍体 |
1.3.2.6 通过有性杂交选育多倍体 |
1.4 植物2n配子研究进展 |
1.4.1 2n配子发生机制 |
1.4.2 2n配子的诱导 |
1.5 多倍体的鉴定 |
1.5.1 形态学观察 |
1.5.2 器官组织鉴定 |
1.5.3 染色体计数鉴定 |
1.5.4 流式细胞术鉴定 |
1.6 研究目的与内容 |
2 材料与方法 |
2.1 供试材料 |
2.2 主要试剂及仪器 |
2.2.1 主要试剂 |
2.2.2 主要仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 龙眼荔枝大孢子分裂进程观察 |
2.3.1.1 龙眼荔枝大孢子母细胞减数分裂与胚囊发育观察 |
2.3.2 龙眼荔枝三倍体诱导与鉴定 |
2.3.2.1 秋水仙素溶液诱导2n雌配子 |
2.3.2.2 高温处理诱导2n雌配子 |
2.3.2.3 秋水仙素与高温同时诱导2n雌配子 |
2.3.2.4 人工授粉 |
2.3.2.5 种子的收集与播种 |
2.3.2.6 植株体细胞染色体观察鉴定 |
2.3.2.7 流式细胞术鉴定 |
2.3.3 龙眼荔枝三倍体苗期指标测定 |
2.3.3.1 三倍体叶片形态分析 |
2.3.3.2 三倍体气孔属性分析 |
2.3.3.3 子代苗生长状况 |
2.3.3.4 三倍体叶绿素及类胡萝卜素含量 |
2.3.3.5 数据处理 |
3 结果与分析 |
3.1 龙眼荔枝大孢子分裂进程观察 |
3.1.1 龙眼大孢子分裂进程观察 |
3.1.1.1 龙眼雌花发育的表型观察 |
3.1.1.2 龙眼大孢子母细胞减数分裂进程 |
3.1.1.3 龙眼胚囊发育进程 |
3.1.1.4 龙眼大孢子母细胞减数分裂、胚囊发育与外部形态对应关系 |
3.1.2 荔枝大孢子分裂进程观察 |
3.1.2.1 荔枝雌花发育的表型观察 |
3.1.2.2 荔枝大孢子母细胞减数分裂进程 |
3.1.2.3 荔枝胚囊发育进程观察 |
3.1.2.4 荔枝大孢子母细胞减数分裂、胚囊发育与外部形态对应关系 |
3.2 龙眼三倍体的诱导与鉴定 |
3.2.1 利用秋水仙素诱导龙眼三倍体及鉴定 |
3.2.1.1 秋水仙素处理浓度和时间对花穗发育的影响 |
3.2.1.2 染色体数目观察 |
3.2.1.3 自交后代嫩叶的流式细胞鉴定 |
3.2.2 高温诱导龙眼三倍体 |
3.2.3 秋水仙素与高温同时诱导龙眼多倍体 |
3.3 荔枝三倍体的诱导与鉴定 |
3.3.1 利用秋水仙素诱导荔枝三倍体及鉴定 |
3.3.1.1 秋水仙素处理浓度和时间对花穗发育的影响 |
3.3.1.2 荔枝三倍体的鉴定 |
3.4 龙眼三倍体苗期指标测定 |
3.4.1 三倍体叶片形态观察 |
3.4.2 三倍体气孔属性分析 |
3.4.3 三倍体叶绿素含量 |
4 讨论 |
4.1 龙眼荔枝2n雌配子诱导时期的判别 |
4.2 龙眼荔枝三倍体诱导的方法 |
4.3 多倍体的鉴定方法 |
4.4 应用展望 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
(9)荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 研究背景 |
2 蕨类植物配子体到孢子体过程 |
2.1 植物世代交替现象 |
2.2 蕨类植物配子体形成孢子体的途径 |
2.3 配子体到孢子体生殖过程的基因调控 |
2.4 蕨类植物性器官分化研究进展 |
3 无配子生殖研究进展 |
3.1 无配子生殖的离体诱导培养 |
3.2 无配子生殖发生的机理 |
4 体细胞获得胚胎发生能力的机理 |
5 转录组测序技术在挖掘植物不同性状间及发育过程中关键基因的应用 |
6 本研究的目的和意义 |
7 本研究的目的和意义 |
第二章 荷叶铁线蕨配子体有性生殖和无配子生殖的离体培养 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 孢子萌发 |
2.3 有性生殖 |
2.4 无配子生殖 |
2.5 孢子萌发和配子体培养条件 |
2.6 扫描电镜观察 |
3 结果与分析 |
3.1 孢子萌发 |
3.2 有性生殖 |
3.3 无配子生殖 |
3.4 能进行无配子生殖的配子体的形态特征 |
3.5 无性芽点的特征 |
4 讨论 |
4.1 赤霉素对性器官分化的作用 |
4.2 水对受精现象发生以及孢子体产生的作用 |
4.3 外源糖诱导无配子生殖的作用 |
4.4 配子体通过无配子生殖高效产生孢子体的现象 |
第三章 有性生殖和无配子生殖孢子体形态观察及倍性鉴定 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 孢子体移栽及形态观察 |
2.2 扫描电镜观察孢子体叶片 |
2.3 流式细胞仪鉴定孢子体倍性 |
2.4 利用SSR分子标记鉴定孢子体倍性 |
3 结果与分析 |
3.1 不同生殖方式产生的孢子体的形态观察 |
3.2 不同生殖方式孢子体叶片表面扫描电镜观察 |
3.3 流式细胞仪倍性鉴定结果 |
3.4 SSR分子标记鉴定结果 |
4 讨论 |
4.1 不同生殖方式产生的孢子体的特征 |
4.2 蕨类植物世代周期中倍性变化特征 |
4.3 蕨类植物孢子体的倍性鉴定方法 |
第四章 配子体进行无配子生殖不同发育时期的转录组及表达谱研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 配子体培养和取样 |
2.2 RNA提取 |
2.3 RNA-seq的实验步骤 |
2.4 转录组数据分析 |
2.5 数字基因表达谱(DGE) |
2.6 基因差异表达分析 |
2.7 荧光实时定量PCR分析 |
3 结果与分析 |
3.1 RNA提取 |
3.2 转录组数据库的组装 |
3.3 Unigene的功能注释 |
3.4 数字基因表达谱文库构建 |
3.5 基因差异表达分析 |
3.6 配子体无配子生殖过程中的差异事件分析 |
3.7 无配子生殖过程中重要转录因子的鉴定 |
3.8 候选基因在无配子生殖不同发育时期的表达水平研究 |
4 讨论 |
4.1 细胞壁代谢途径在无配子生殖中的调控作用 |
4.2 激素代谢途径在无配子生殖中的调控作用 |
4.3 体细胞胚胎发生受体激酶基因在无配子生殖中的调控作用 |
4.4 转录因子在无配子生殖过程中的调控作用 |
4.5 与无配子生殖启动有关的基因 |
第五章 荷叶铁线蕨配子体基因表达水平分析中内参基因的筛选 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 外源物质处理 |
2.3 不同生殖方式的发育时期 |
2.4 总RNA提取和c DNA合成 |
2.5 候选内参基因的选择和引物设计 |
2.6 目的基因片段的PCR扩增 |
2.7 qRT-PCR分析 |
2.8 基因表达稳定性分析 |
3 结果与分析 |
3.1 引物的特异性分析 |
3.2 候选内参基因的Ct值分析 |
3.3 geNorm分析结果 |
3.4 NormFinder分析结果 |
3.5 BestKeeper分析结果 |
4 讨论 |
4.1 筛选不同实验条件下合适内参基因的必要性 |
4.2 各实验条件下合适的内参基因 |
第六章 荷叶铁线蕨配子体有性生殖和无配子生殖方式的比较转录组学研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.2 RNA提取 |
2.3 文库构建及测序 |
2.4 测序数据处理 |
2.5 基因注释 |
2.6 基因差异表达分析 |
2.7 荧光实时定量PCR分析 |
3 结果与分析 |
3.1 两种生殖方式配子体的形态发育特征 |
3.2 配子体转录组的测序及拼接 |
3.3 unigene的功能注释 |
3.4 差异表达基因分析 |
3.5 利用qRT-PCR方法验证转录组测序结果的准确性 |
3.6 与不同生殖方式启动有关的代谢途径分析 |
3.7 与淀粉与蔗糖代谢途径有关的基因在配子体不同发育时期的表达分析 |
3.8 植物激素信号转导途径有关的基因在配子体不同发育时期的表达分析 |
4 讨论 |
4.1 配子体有性生殖和无配子生殖的总体基因表达模式 |
4.2 细胞壁合成有关的基因在无配子生殖启动阶段的调控网络模式 |
4.3 激素相关的基因在无配子生殖启动阶段的调控模式 |
第七章 与荷叶铁线蕨性器官及无性胚细胞分化有关的基因分析 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
3 结果与分析 |
3.1 配子体性器官分化与无性胚细胞分化时期比较分析 |
3.2 转录因子在性器官以及无性胚细胞分化中的作用 |
3.3 DNA甲基化有关的基因在性器官以及无性胚细胞分化中的作用 |
3.4 候选基因的基因表达分析 |
4 讨论 |
4.1 转录因子在蕨类植物性器官及无性胚细胞分化中的作用 |
4.2 DNA甲基化在性器官分化以及无性胚细胞分化中的作用 |
全文小结 |
参考文献 |
附录 Ⅰ |
附录 Ⅱ |
致谢 |
(10)芸薹属植物GH3基因家族及多倍化过程中基因表达调控研究(论文提纲范文)
论文创新点 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 植物多倍体的形成与进化优势 |
1.1.1 植物多倍体的分类和形成途径 |
1.1.2 植物多倍体的进化优势 |
1.2 植物多倍体的基因组变化 |
1.2.1 染色体的非整倍性 |
1.2.2 染色体重排 |
1.2.3 基因组序列的消除 |
1.3 植物多倍体的基因表达变化 |
1.3.1 基因沉默和激活 |
1.3.2 基因非加性表达 |
1.3.3 基因组织特异性表达 |
1.4 植物基因表达调控机制研究 |
1.4.1 表观遗传修饰对基因表达的调控 |
1.4.2 基因转录后加工对基因表达的调控 |
1.4.3 非编码RNA对基因表达的调控 |
1.5 芸薹属多倍体在植物多倍体研究中的应用 |
1.6 本研究的目的和意义 |
第2章 甘蓝型油菜及其祖先种的GH3基因家族分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 蛋白质序列比对、结构域的搜索与确认 |
2.1.3 GH3基因的定位与结构分析 |
2.1.4 GH3蛋白的理化性质和结构分析 |
2.1.5 直系同源基因和共线性基因的鉴定 |
2.1.6 GH3基因的复制模式分析和进化树的构建 |
2.1.7 同义(dS)和非同义(dN)替换率的计算 |
2.1.8 GH3基因启动子区域顺式作用元件的查找 |
2.1.9 GH3基因的表达模式分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 甘蓝型油菜及其祖先种GH3基因的鉴定 |
2.2.2 直系同源关系和共线性关系分析 |
2.2.3 甘蓝型油菜GH3基因来源分析 |
2.2.4 甘蓝型油菜及其祖先种中GH3 基因的复制模式 |
2.2.5 GH3基因家族的进化过程分析 |
2.2.6 GH3直系同源基因对的结构比较和GH3蛋白的特点 |
2.2.7 甘蓝型油菜与其祖先种之间GH3基因的顺式作用元件差异 |
2.2.8 甘蓝型油菜与其祖先种之间GH3基因表达模式差异 |
2.3 讨论 |
2.3.1 全基因组加倍对GH3基因家族的影响 |
2.3.2 GH3基因表达模式的变化可能有利于甘蓝型油菜适应性的提高 |
第3章 芸薹属异源六倍体及其亲本的pre-mRNA可变剪接模式分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 总RNA提取、cDNA文库构建及测序 |
3.1.3 基因组比对和基因表达分析 |
3.1.4 可变剪接事件的确认和差异可变剪接事件分析 |
3.1.5 GRP7/8基因的RT-PCR |
3.1.6 TA克隆和Sanger测序分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 数据质量分析 |
3.2.2 芸薹属异源六倍体及其亲本中的基因表达情况 |
3.2.3 芸薹属异源六倍体及其亲本中pre-mRNA可变剪接事件分析 |
3.2.4 差异表达基因和差异可变剪接基因联合分析 |
3.2.5 不同基因家族成员的pre-mRNA可变剪接分析 |
3.2.6 芸薹属异源六倍体及其亲本之间pre-mRNA选择性5’和3’剪接位点的差异 |
3.2.7 芸薹属异源六倍体pre-mRNA可变剪接模式的变化 |
3.2.8 非加性表达基因的pre-mRNA可变剪接模式变化分析 |
3.2.9 芸薹属异源六倍体及其亲本中GRP7/8转录本的克隆分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 异源多倍化带来的pre-mRNA可变剪接模式变化 |
3.3.2 NI的出现对GRP7/8 基因的表达调控具有重要意义 |
3.3.3 Pre-mRNA可变剪接模式的变化可能影响多倍体适应性 |
第4章 芸薹属异源六倍体及其亲本的lncRNA表达谱分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 样品总RNA的提取和质量评估 |
4.1.3 测序文库的构建、质检和测序 |
4.1.4 原始数据的过滤、转录本的组装和定量 |
4.1.5 mRNA和 lncRNA的鉴定和差异表达分析 |
4.1.6 lncRNA的非加性表达分析 |
4.1.7 lncRNA-mRNA互作网络构建和靶标mRNA功能分类 |
4.1.8 lncRNA作为miRNA靶标和前体的预测 |
4.1.9 qRT-PCR验证高通量测序数据 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 数据质量分析 |
4.2.2 蛋白质编码基因表达分析 |
4.2.3 lncRNA的鉴定及其特点 |
4.2.4 lncRNA的偏向性和非加性表达模式 |
4.2.5 lncRNA对蛋白质编码基因表达的直接调控 |
4.2.6 lncRNA对蛋白质编码基因表达的间接调控 |
4.3 讨论 |
4.3.1 lncRNA以多种形式影响植物蛋白质编码基因的表达 |
4.3.2 lncRNA的调控可能增强了芸薹属异源六倍体的适应性 |
第5章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表及投稿论文 |
致谢 |
四、植物多倍体形成途径及机制(论文参考文献)
- [1]多倍体植物混合倍性种群的建立机制研究进展[J]. 刘勇波. 生物多样性, 2021(08)
- [2]美洲黑杨×大青杨四倍体诱导及核型分析[D]. 马晓雨. 东北林业大学, 2021(08)
- [3]横断山高山带虎耳草属核型与基因组大小研究[D]. 胡晶晶. 云南师范大学, 2020
- [4]二倍体和四倍体西瓜的转录组分析及倍性鉴定[D]. 许哲. 广西大学, 2020(07)
- [5]天然甘蓝型油菜中祖先基因组的基因表达与互作研究[D]. 潘琪. 华中农业大学, 2019(02)
- [6]药用石斛2n雄配子发生及有性多倍体资源创建[D]. 李映雪. 华南农业大学, 2019(02)
- [7]种间杂交提高兰花2n雄配子发生率的分子机理[D]. 李晓敏. 华南农业大学, 2019(02)
- [8]诱导2n雌配子创制龙眼荔枝三倍体种质的研究[D]. 毛晓丹. 华南农业大学, 2019
- [9]荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析[D]. 付琪. 华中农业大学, 2019(01)
- [10]芸薹属植物GH3基因家族及多倍化过程中基因表达调控研究[D]. 王瑞华. 武汉大学, 2019(06)