试述基因组利用高通量测序技术对东方鲀杂交优势初步剖析

最后更新时间：2024-02-15 作者：用户投稿原创标记

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论文导读：活跃的代谢活性可能与冀研一号的高抗逆性和快速生长速度有关。而对新转录剪接体的鉴定，表明冀研一号中有着大量未知的转录可变剪接形式。对新转录剪接体进行功能预测，其功能涵盖信号转导、新陈代谢和物质跨膜运输等多个生物历程，也提示杂交优势并非起源于单一机制，而是由多通路多层次差别的积累而形成。本探讨对亲本菊黄东方
摘要：杂交优势是指遗传基础不同的亲本杂交产生的后代，其各项性状继承综合了亲本的优势性状甚至产生优于亲本性状的广泛有着的生物学现象。使用杂交优势服务于农业生产已有几千年历史，对杂交优势的科学探讨也持续了一个多世纪，但对其产生的理由一直有着争议。冀研一号作为重要经济鱼类红鳍东方鲀和菊黄东方鲀的杂交子一代，体现出生长速度快、生存率高等显著的杂交优势。本探讨首先对亲本之一的菊黄东方鲀进行全基因组测序和组装，并进行了基因组水平的结构特点剖析、基因预测和功能注释；其次对冀研一号及两个亲本进行了全转录组测序和比对探讨，以基因表达方式、差别表达转录本功能注释和新转录剪接体注释三方面临杂交优势的机制进行了转录组水平的初步剖析。本探讨利用菊黄东方鲀基因组DNA构建了三个不同插入片段长度的Mate-Pair文库，文库利用SOLiD4测序，得到测序总长度76.0Gb，平均测序深度超过190。使用辅助拼接对策对基因组进行组装，共得到50，947条scaffolds， scaffold N50为305,741bp。菊黄东方鲀基因组平均GC含量为45.2%，重复序列总长占全基因组的6.87%。结构特点分析表明菊黄东方鲀基因组在GC含量和重复序列等多方面与红鳍东方鲀基因组相似，同样为小而紧密的基因组。通过基因组序列比较发现菊黄东方鲀基因组序列与红鳍东方鲀基因组序列有着显著的共线性联系。菊黄东方鲀基因组含有1,253个非编码RNA基因。其中包括659个tRNA基因，可编码50种反子。而miRNA基因的种类数和拷贝数均多于已知河鲀miRNA基因，表明miRNA的基因扩张在物种分化后仍在进行。菊黄东方鲀基因组有30,285个蛋白编码基因，蛋白平均长度为519.9个氨基酸，平均每个基因含7.2个内含子，75%的内含子长度小于543bp。菊黄东方鲀中有11,142个蛋白簇与红鳍东方鲀中蛋白序列相似，有8,819个蛋白簇与斑点绿河鲀中蛋白序列相似。使用全蛋白组序列进行体系进化分析，证明菊黄东方鲀与红鳍东方鲀分化时间较晚，为近缘物种。对菊黄东方鲀进行蛋白质功能注释，鉴定负责黑色、和红色等色素颗粒的合成的相关基因共16个，微管运输相关基因116个，Brinker编码基因42个，基因拷贝数远超过红鳍东方鲀。另外，菊黄东方鲀中脂联素受体编码基因和去甲肾上腺素转运蛋白编码基因也具有较多的拷贝数。对冀研一号、红鳍东方鲀、菊黄东方鲀进行全转录组测序，测序总长度为12,189Mb，共覆盖44,305个转录本。冀研一号68.7%的差别转录本表达水平明显高于两亲本，19.8%的差别转录本表达水平与亲本中的一方相接近，4.6%的差别转录本表达水平与两亲本表达水平的平均值相近。表明在冀研一号中，超显性效应、显性效应和累加效应共同有着。另外共鉴定14,148个差别表达转录本，仅有着于冀研一号与两亲本之间的差别表达转录本为2,024个。对该部分转录本进行富集分析和功能注释，多数具有新陈代谢相关功能，表明冀研一号活跃的代谢活性可能与其较快的生长速度等杂交优势表征相关。对潜在的杂交优势相关基因进行KEGG通路富集，共得到80条通路，其中含有三个从上差别表达转录本的通路35条。细胞色素P450介导的外源性化学物代谢通路和碳水化合物、氨基酸、脂类代谢通路所含差别表达转录本多数为上调表达，其活跃的代谢活性可能与冀研一号的高抗逆性和快速生长速度有关。而对新转录剪接体的鉴定，表明冀研一号中有着大量未知的转录可变剪接形式。对新转录剪接体进行功能预测，其功能涵盖信号转导、新陈代谢和物质跨膜运输等多个生物历程，也提示杂交优势并非起源于单一机制，而是由多通路多层次差别的积累而形成。本探讨对亲本菊黄东方鲀进行基因组草图的搭建和分析，完善了亲本的遗传背景信息，也为进行转录组水平的探讨提供了数据支持；对冀研一号及亲本进行转录组比较分析，证明杂交优势为超显性、显性和累加多种效应共存的结果，并由多个基因、多条通路共同参与调控。关键词：冀研一号东方鲀论文杂交优势论文高通量测序论文基因组论文转录组论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。致谢4-5论文导读：90-911.6蛋白质编码基因91-961.7性状相关基因探讨96-971.8菊黄东方鲀的进化树构建97-99第二节冀研一号东方鲀杂交优势的对比转录组学剖析99-1092.1测序数据通量及质量992.2测序数据比对结果99-1012.3转录本丰度101-1032.4差别表达转录本103-1052.5GO/KEGG功能注释105-1082.6冀研一号的新转录剪接体108-109第四章

摘要5-7
Abstract7-13
第一章探讨背景13-33
第一节杂交优势的使用近况和探讨发展13-17

1.1 杂交优势在农业生产中的运用13-15

1.2 杂交优势的遗传学假说15-17

第二节杂交优势的组学剖析17-26

2.1 核酸测序技术的进展回顾17-21

2.2 高通量测序技术的运用21-23

2.3 杂交优势的组学剖析23-26

第三节东方鲀属河鲀的种间杂交及杂交优势26-32

3.1 河鲀形态特点、分布和生活习性26-27

3.2 河鲀的经济和科研价值27-29

3.3 东方鲀属中的代表物种29-31

3.4 东方鲀的种间杂交及杂交优势31-32

第四节本探讨的目的和作用32-33
第二章材料和办法33-75
第一节实验材料33-40

1.1 实验动物33

1.2 主要仪器设备33-34

1.3 主要试剂耗材34-37

1.4 生物信息学软件和数据库37-40

第二节采样及文库构建40-65

2.1 野外采样与组织保存40-41

2.2 基因组 DNA 提取41-42

2.3 基因组 Mate-Pair 文库构建42-50

2.4 组织 RNA 提取及检验50-51

2.5 转录组 FRAG 文库构建51-56

2.6 模板磁珠制备56-63

2.7 菊黄东方鲀随机片段克隆测序63-65

第三节生物信息学数据分析65-75

3.1 基因组的辅助拼接65-66

3.2 GC 含量及测序深度扫描66-67

3.3 重复序列鉴定67

3.4 非编码 RNA 基因鉴定67-68

3.5 蛋白质编码基因预测和功能注释68-70

3.6 进化树构建70-71

3.7 基因组序列相似性对比71

3.8 转录组数据分析71-75

第三章实验结果75-109
第一节菊黄东方鲀基因组草图的搭建和分析75-99

1.1 基因组 DNA 检测和片段化75-77

1.2 测序数据通量及文库插入片段长度77-78

1.3 基因组拼接78-84

1.4 基因组结构特点84-90

1.5 非编码 RNA 基因90-91

1.6 蛋白质编码基因91-96

1.7 性状相关基因探讨96-97

1.8 菊黄东方鲀的进化树构建97-99

第二节冀研一号东方鲀杂交优势的对比转录组学剖析99-109

2.1 测序数据通量及质量99

2.2 测序数据比对结果99-101

2.3 转录本丰度101-103

2.4 差别表达转录本103-105

2.5 GO/KEGG 功能注释105-108

2.6 冀研一号的新转录剪接体108-109

第四章分析和讨论109-121
第一节菊黄东方鲀基因组草图的搭建和分析109-115