一、中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序（论文文献综述）
欧阳维枝[1]（2021）在《整合分析水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组与三维基因组图谱》文中研究表明表观遗传修饰和基因组三维结构对基因的转录活性具有重要的调控作用。特定的表观遗传修饰标记的远端调控元件可以在基因组三维空间上与基因的启动子物理靠近,形成染色质环从而调控相关基因的表达。因此,开发高效实用的表观基因组学和三维基因组学研究技术,鉴定远端调控元件,探究染色质三维结构对基因的转录和表型变异的调控作用,具有重要的意义。人类DNA元件百科全书计划（Encyclopedia of DNA Elements,ENCODE）等科学研究计划的实施,鉴定了人类细胞中大量的转录调控元件,例如启动子,增强子,沉默子和绝缘子等。这些转录调控元件有一些特定的表观遗传标记,例如转录基因的启动子通常含有组蛋白修饰H3K4me3的富集,增强子与H3K27ac和H3K4me1以及开放染色质相关,绝缘子则含有绝缘子蛋白CTCF的结合位点。沉默子的研究相对滞后一些。最近一些研究表明,组蛋白修饰H3K27me3与沉默子相关,很多研究以H3K27me3作为表观遗传特征鉴定全基因组的沉默子。目前,植物中全基因组鉴定增强子和沉默子等调控元件的研究还鲜有报道。近年来,很多基于染色质免疫切割（chromatin immunocleavage,ChIC）的单细胞表观遗传学研究技术先后应用于分析动物细胞的组蛋白修饰和转录因子的结合的研究。相比于ChIP-seq技术,ChIC-based的方法是一种抗体引导核酸酶或者转座酶在靶蛋白附近原位切割的方法,不依赖于超声波物理断裂染色质和免疫共沉淀,实验流程简单快速,而且可以实现从单细胞的水平分析染色质特征和基因转录调控。研究表明,二倍体和多倍体物种的等位基因组之间存在等位基因差异的染色质状态、三维基因组结构和转录活性。Hi-C等技术广泛地应用于植物三维基因组结构研究,但是,受限于Hi-C技术的分辨率较低等原因,目前植物中还没有单倍型分辨率的三维基因组研究的报道,不能从等位基因差异染色质结构的角度探究等位基因特异表达的分子调控机理。本研究绘制了水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组图谱和三维基因组图谱,分析了等位基因差异性染色质状态和等位基因差异染色质构象对等位基因特异表达的调控作用,全基因组鉴定了水稻基因组的超级沉默子,重构了水稻染色体水平的三维基因组结构,并在水稻等植物中建立了一种高效快速的ChIC-based的表观基因组学研究技术nCUT&Tag和单细胞核snCUT&Tag方法。相关研究结果如下:（1）绘制了水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组图谱。发现活跃的染色质特征（H3K4me3,H3K4me1,H3K27ac和RNAPII）的等位基因偏好性与等位基因差异表达的偏好性呈正相关,而抑制性的组蛋白修饰（H3K27me3和H3K9me2）的等位偏好性与等位基因差异表达的偏好性呈负相关。（2）绘制了水稻杂种单倍型分辨率的三维基因组图谱,鉴定了水稻杂种广泛的等位基因差异染色质交互,揭示了等位基因特异染色质交互对等位基因特异表达的分子调控机理。（3）系统鉴定了水稻的超级沉默子。发现沉默子可能通过形成染色质环从而调控基因的转录抑制和水稻穗形发育。超级沉默子参与广泛的染色质交互,一些超级沉默子参与等位基因差异的染色质三维构象。水稻幼苗中,有9个MADSbox被超级沉默子修饰,其他很多MADS-box基因也被H3K27me3修饰。这些MADS-box基因在水稻幼苗等组织的细胞核中共定位、共修饰、共抑制,而在水稻幼穗中,共修饰被擦除或者部分擦除,共定位消失,共抑制被激活而转换成共表达,可能协同参与水稻花器官和幼穗的发育。（4）重构了水稻杂种染色体水平的三维基因组结构。分析水稻24条染色体的空间距离,重建了染色体水平的三维基因组构象,发现水稻细胞核呈近球形,富含基因的、转录活跃的第1号染色体位于细胞核的中央区域,与其他染色体具有很强的染色质交互,而其他染色体则分布在细胞核外周。（5）开发了植物细胞核nCUT&Tag方法。nCUT&Tag是一种ChIC-based的方法,不需要超声波断裂染色质和免疫共沉淀,实验简单快速,只需要1天的时间可以完成全部流程,并且可以用于低样品量（0.01 g材料）的染色质特征分析。实验表明,nCUT&Tag可以用于分析单子叶植物水稻和双子叶植物油菜不同组织的、活跃的和抑制性的组蛋白修饰。（6）基于nCUT&Tag的方法,建立了水稻ATAC-seq和Stacc-seq等表观基因组学研究技术,并开发了单细胞（核）snCUT&Tag,为植物单细胞表观基因组学和三维基因组学研究提供有效的技术支撑。总之,本研究首次绘制了水稻单倍型分辨率的表观基因组图谱和三维基因组图谱,重构了水稻染色体水平的三维基因组结构,从单碱基水平探究了等位基因特异表达的分子调控机理,全基因组范围鉴定了水稻中的超级沉默子并分析了超级沉默子参与的染色质交互及其潜在的分子调控功能,建立了植物高效快速的表观基因组学研究方法nCUT&Tag和snCUT&Tag。这些结果为植物单细胞表观基因组学和三维基因组学研究提供了新的工具,为理解基因转录调控的分子机理提供了新的见解。
田彪[2]（2021）在《水稻穗部性状杂种优势的QTL分析和最长根长QTL qLRL4的精细定位》文中研究说明水稻是一种最重要的粮食作物,全球一半以上的人口以水稻为食。因此,高水稻产量一直是育种家不懈追求的目标。以杂交水稻为标志的第二次绿色革命,为我国的粮食安全作出了巨大贡献。我国是最早开始杂交水稻研究的国家之一,经过几十年的努力,我国水稻产量大幅升。但是,水稻杂种优势的遗传机制尚不清楚。本研究利用9311与培矮64S（PA64S）为亲本构建的132个株系组成的重组自交系群体（Recombinant inbred lines,RILs）与9311进行测交,得到了一套RILT1（Recombinant inbred lines text crossing 1）群体。对亲本、RIL和RILT1群体的4个性状（穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数）进行测定,用于水稻杂种优势性状的分析。结果发现,这4个性状之间的相关性显着,尤其是二次枝梗数和穗粒数的相关性最大。RILT1群体的4个性状的中亲值均为正值,表现出明显的中亲优势现象。利用经过重测序得到的SNP遗传图谱对4个水稻穗部杂种优势性状开展QTL分析,共检测到11个数量性状位点（quantitative trait loci,QTLs）,其中发现两个QTL簇,分别为qPBNH-2和qSBNH-2、qSNH-8和qSBNH-8,可能存在一因多效。为了高水稻产量,科研工作者们大多关注水稻的地上部分,但水稻的地下部分具有吸收水肥、固定植株以及合成、运输物质等生理生化功能,与水稻产量息息相关。因此,对水稻早期根系发育的研究有助于后期生物量和产量的高。为了研究水稻幼苗时期根系性状的遗传机制,本研究利用9311和日本晴（Nipponbare,NPB）杂交获得的148个株系构成的重组自交系群体（RILs）为材料,构建了一张高密度遗传图谱,用于水稻根系性状的QTL分析。使用RIL群体收获的种子为材料,使用改良营养液进行培养实验,对苗期5个水稻根系性状（最长根长、总根长、根表面积、根体积和根直径）进行测定后发现,5个性状之间存在显着相关性。利用RIL群体的遗传图谱,共检测到分布在7条染色体上的26个水稻根系性状QTL;发现有4个QTL簇,其中只有第4号染色体上的最长根长和根直径相关QTL在二次重复中检测到染色体位置相同。为了对该最长根长QTL qLRL4进行精细定位,我们构建了以9311为背景、qLRL4区间来自NPB的近等基因系（Near Isogenic Line,NIL）NIL-qLRL4。利用NIL-qLRL4与9311构建的大规模F2群体,最终将qLRL4精细定位于水稻第4号染色体插入缺失（InDel）标记IND4-1和IND4-3之间约68.23 kb的物理距离内。
赵胜[3]（2021）在《AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究》文中研究表明新一代测序技术（Next Generation Sequencing,NGS）的发展和测序成本的下降,使得其在全基因组基因型检测（Whole Genome Genotyping,WGG）中得到了广泛应用。然而,与测序数据产量的稳步提升相比,测序文库的制备流程仍然效率较低,导致在目前的WGG应用中,文库构建成本远远高于测序成本,尤其是其中耗时且费力的文库片段分选和定量步骤,已成为涉及大样本项目文库制备的瓶颈。针对这一技术难题,我们开展研究,获得的主要结果如下:（1）开发了All-In-One sequencing（AIO-seq）高通量测序技术:将传统文库制备中每个文库都需进行片段分选及定量的繁琐流程,替换为按照每个文库的靶区域浓度（Target Region Concentration,TRC）及预期的数据产出预先将所有文库混合在一起、而后只进行单次片段分选及定量的高效操作;（2）利用AIO-seq测序技术对少量样本混合后的文库进行小数据量测序,以及多样本混合后的文库进行包Lane测序,都可以获得预期的测序数据产出;（3）AIO-seq测序技术可以用于基因组和转录组文库测序,获得预期各样本间相等或不等的测序数据产出;（4）利用简化的AIO-seq测序技术对一个玉米BC1F4群体进行WGG,共鉴定到19个株型性状相关的QTLs,其中部分QTLs含已知的功能基因。AIO-seq测序技术提高了测序文库的制备效率,降低了文库制备成本,在群体遗传学以及植物育种等相关项目中有重要的应用前景。玉米（Zea mays）作为一种重要的生物能源和粮食作物,在世界范围内广泛种植。在构成玉米株型的主要因素中,叶夹角（Leaf Angle,LA）、株高（Plant Height,PH）和穗位（Ear Height,EH）的变化,会对玉米最终的产量产生重要影响。虽然前人已利用不同的分离群体,对控制这三个性状的遗传机制展开研究,但玉米株型调控的复杂机理仍未被完全解析。本研究利用一个新的玉米巢式关联作图群体（HNAU-NAM1）及其全基因组基因型数据（玉米9.4K芯片和百万来源于亲本的SNP标记）,通过单个亚群的连锁分析（Separate Linkage Mapping,SLM）、整合的连锁定位（Joint Linkage Mapping,JLM）以及全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study,GWAS）三种QTL定位方法,分别对LA、PH以及EH三个株型性状进行全面而深入的遗传解析,获得的主要结果如下:（1）对由13个亲本杂交而成、包含1,625个BC1F4或BC2F4株系的玉米HNAU-NAM1群体进行了进化树分析、表型变异分析、主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）以及连锁不平衡（Linkage Disequilibrium,LD）分析,结果显示HNAU-NAM1群体的亲本和所有株系都表现出了明显的差异,且内部群体结构微弱、LD衰减距离小,表明HNAU-NAM1群体可以用于LA、PH和EH三个性状的遗传解析;（2）在全基因组范围内:借助SLM定位方法,共鉴定到41、31和26个分别控制LA、PH和EH的QTLs;基于JLM定位方法,共鉴定到84、78和88个分别控制LA、PH和EH的QTLs;通过GWAS定位方法,共鉴定到22、23和18个分别与LA、PH和EH显着关联的SNPs;此外,每个株型性状的三种定位结果间都存在部分重叠;（3）全基因组上共鉴定到10个可同时影响LA、PH和EH的QTL热点区域,且每个区域内控制某一个株型性状的QTLs可至少被两种定位方法检测到;（4）13个可同时被三种定位方法检测到的主效QTLs区间内,结合每种方法的定位区间及区间内基因功能注释,预测了潜在的候选基因:含4个已知功能的基因,和8个新基因。本研究对玉米HNAU-NAM1群体的群体结构及LD水平等遗传特性进行了深入评估,并全面解析了控制玉米株型性状的遗传基础,这不仅为玉米遗传学及功能基因组学研究提供了新的群体资源,而且加深了我们对株型复杂调控网络的认识,为后期玉米理想株型的培育及高产、耐密植新品种的分子选育奠定了理论基础。
杨莹莹[4]（2021）在《非洲栽培稻基因渗入系重要农艺性状QTL分析及qHD6的精细定位》文中认为水稻是我国重要的粮食作物。水稻剑叶是光合作用的重要器官,对水稻产量的影响极大。水稻粒形对稻米产量和品质的提升起到了重要的作用。抽穗期是决定水稻地区适应性、季节适应性和提高产量的重要性状。剑叶形态、粒形和抽穗期都是由主效和微效多基因控制的数量性状,其遗传基础非常复杂。非洲栽培稻是重要的种质资源,具有抗病虫、耐干旱、耐高温、耐盐碱等优良基因,对改良亚洲栽培稻具有重要意义。本研究以籼稻品种中9B（Z9B）为遗传背景构建的非洲栽培稻基因渗入系WP60为研究材料,利用WP60与Z9B杂交衍生的F2、F2:3、F3:4和目标区间交叠的剩余杂合体群体,对剑叶形态、粒形和抽穗期重要农艺性状进行了QTL分析,并对位于第6染色体短臂上的抽穗期QTL-qHD6进行了精细定位,主要研究结果如下:1、本研究共定位到16个粒形和剑叶形态性状QTL,包括2个粒长QTL,3个粒宽QTL,2个籽粒长宽比QTL,2个千粒重QTL,1个剑叶长QTL和6个剑叶宽QTL;分布于第1、6、7、10和11号染色体上,贡献率介于2.25%～25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL q GW7-1、q FLL10、q FLW10、q TGW7在F2和F2:3群体中被重复检测到,其中位于第7染色体RM3589-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高可达17.10%,是一个新的来源于非洲栽培稻的粒形QTL。以上定位结果为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。2、在F2:3和F3:4群体中,稳定检测到2个抽穗期QTL;分别为位于第6染色体RM1369-RM6775区间的qHD6,两年贡献率分别为17.11%、8.72%;LOD值为10.78、5.35;和位于第10染色体RM25366-RM216区间的qHD10,两年的贡献率分别为18.61%、18.22%;LOD值为7.61、8.42;利用F2:3群体极端早熟和极端迟熟株系混池测序也验证了抽穗期定位结果,接下来我们在S208分离群体中利用分子标记筛选qHD6呈两种亲本基因型的单株各6个,分三期播种种植成株系,分期播种试验表明,不同播期近等基因系之间抽穗期均相差6天,不受环境温度影响;然后我们利用分子标记在F2:3群体中筛选得到仅在qHD6区间分离的单株种植成NIL-F2群体,在目标区间加密标记并筛选得到4个杂合区间更小且呈连续交叠的单株,种植成NIL-F2群体将qHD6定位在标记RM63～Y1之间656 kb范围内,发现该区间包含调控开花的关键基因Hd3a和RFT1,测序发现WP60与Z9B相比,Hd3a在启动子区域发生了12个碱基的插入和3个碱基的替换,编码区未发生变异;而RFT1在WP60和Z9B的编码区和启动子区域均无差异。NIL-Z9B和NIL-WP60中Hd3a的Real-time PCR结果显示,NIL-WP60中Hd3a的表达量极显着升高,从而促进水稻早抽穗。因此推测Hd3a是qHD6的候选基因。
张清[5]（2021）在《甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究》文中研究表明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。
冷月[6]（2020）在《水稻生殖生长期耐盐性基因位点发掘及候选基因关联分析》文中指出水稻（Oryza sativa L.）是我国粮食作物之首,也是国家粮食安全的基石。随着经济的发展和人口数量的不断增加导致粮食需求不断增大,耕地面积的减少和城市用地的增加使得盐碱地成为我国重要的后备土地资源。水稻属于盐敏感作物,水稻耐盐性是由多个基因控制的数量性状,具有复杂的遗传过程。因此,挖掘水稻耐盐主效QTL并克隆耐盐关键基因对推动耐盐水稻育种具有重要作用。前人主要针对水稻苗期耐盐性基因挖掘开展了大量研究工作,而关于水稻生殖生长期主效QTL定位及候选基因挖掘鲜有报道。本研究选用优质高产粳稻品种“东农425（DN425）”为母本,强耐盐性粳稻品种“长白10（CB10）”为父本构建重组自交系（RIL）群体作为试验材料,于2015-2017年在正常条件和盐胁迫处理条件下,分别对结实率、每穗粒数、有效穗数、穗长和千粒重等5个产量相关性状进行了调查分析,以各性状相对值作为耐盐性评价指标,通过ICIMapping V4.0软件的完备区间作图法（ICIM）进行了QTL分析;并以相对每穗粒数为评价指标,筛选RIL群体内极端性状个体构建混池进行BSA测序分析,利用ΔSNP-index方法鉴定耐盐性主效QTL;结合三年QTL定位和BSA测序分析的结果,将两种方法检测到的QTL共定位区间作为耐盐候选区域,结合基因功能注释进行候选基因挖掘。同时,以来源于不同国家和地区的170份种质资源构成的自然群体为试验材料,对候选基因进行测序和序列多态性分析,结合与耐盐性相关的产量相关性状及生理性状进行候选基因关联分析,发掘与性状变异显着关联的SNP和In Del位点,为利用分子育种技术改良水稻生殖生长期耐盐性提供理论依据。主要的研究结果如下:（1）通过2015-2017连续三年对RIL群体的结实率、每穗粒数、有效穗数、穗长和千粒重等5个产量相关性状进行调查发现,在盐处理后,各性状均有所降低,东农425的降低幅度明显大于耐盐品种长白10。其中,东农425的有效穗数下降最为明显,其次是千粒重和结实率;长白10在盐胁迫处理后每穗粒数下降幅度最大,其次是千粒重和有效穗数;RIL群体的各性状相对值均呈连续变异且存在一定的超亲分离现象,各性状的频率分布基本符合正态分布的特征,适合用作QTL分析。（2）利用ICIMapping V4.0软件的完备区间区间作图法（ICIM）对相对结实率、相对每穗粒数、相对有效穗数、相对穗长和相对千粒重等5个生殖生长期耐盐相关性状进行了QTL定位,在水稻的第2、3、5、6、8、9和12号染色体上共定位到13个耐盐QTL。其中,与相对每穗粒数相关的QTL q GP2-1在三年均被检测到,位于水稻2号染色体Indel18-RM1342区间内,三年的LOD值分别为3.9801,5.2717和4.7121,贡献率均大于12%,该QTL是水稻生殖生长期耐盐性的主效QTL。（3）以相对每穗粒数作为评价指标,从RIL群体中筛选相对值极高和极低的株系各20株,分别构建抗池（Salt Tolerance Bulk,ST）和感池（Salt Sensitive Bulk,SS）进行BSA测序分析。共检测到496,333个高质量的SNP位点,采用△SNP-index的计算方法,共关联到7个候选区域,分别位于第2、5、7和12号染色体,总长度为10.07 Mb,共包含1465个基因。（4）结合QTL定位和BSA测序分析的结果,将q GP2-1定位在水稻2号染色体的25,830,000bp-28,159,456bp区间内,区间长度为2.329Mb,共包含327个基因。通过KEGG基因功能注释筛选到LOC＿Os02g44230（Os TPP1）为候选基因,该基因编码水稻海藻糖-6-磷酸磷酸酶（trehalose-6-phosphate phosphatase）,是水稻TPP家族的成员。（5）对170份水稻种质资源的Os TPP1基因进行扩增和拼接,获得全长4031bp的基因序列,包含10个外显子。通过序列比对和多态性分析,共检测到35个SNP多态性位点和56个In Del位点,大多数变异都是发生在5’UTR区域,平均核苷酸差异（K）为1.32633。（6）对候选基因进行单倍型分析。35个SNP将170份材料分成21个单倍型,其中有11个单倍型中只包含了一份材料,单倍型Hap＿9包含了超过一半的材料;而35个SNP位点和56个In Del位点共同将材料分成了33个单倍型,其中有21个单倍型只包含一份材料,有40%的材料表现出了Hap＿18的单倍型。（7）利用均匀分布于12条染色体的85对SSR标记对170份自然群体进行群体结构分析。根据STRUCTURE V2.3.4软件和STRUCTURE HARVESTER网站的分析结果,试验群体可以分为3个亚群,分别用P1、P2和P3代表。三个亚群分别包含66、23和58份材料,剩下的23份材料被分为Mix群体。（8）利用所检测的各个产量相关性状和生理性状进行候选基因关联分析。检测到有8个性状变异与Os TPP1基因的10个SNP位点和3个In Del位点显着相关（p<0.05）,它们分别是相对叶片POD含量、相对叶片脯氨酸含量、相对根系脯氨酸含量、相对叶片可溶性糖含量、相对根系可溶性糖含量、相对茎中Na+/K+、相对有效穗数和相对每穗粒数,贡献率（R2%）最大值为9.23。这些多态性位点没有参与氨基酸的编码合成,Os TPP1的蛋白结构并没有发生改变。
杨宜豪[7]（2020）在《稻米蛋白质含量QTL qGPC-10的图位克隆与功能研究》文中进行了进一步梳理水稻（Oryza sativaL.）是我国乃至世界范围内最主要的粮食作物之一,对保障粮食安全具有举足轻重的作用。近几十年来,我国水稻产量不断提高,但稻米品质却普遍偏低,与国外优质籼粳品种存在较大的差距。为此,人们围绕稻米品质的遗传解析和改良开展了许多研究,特别是稻米淀粉品质的研究。稻米胚乳中的蛋白质是仅次于淀粉的第二大贮藏物质,大量研究表明蛋白质含量的高低与组成严重影响着稻米品质,特别是营养品质与蒸煮食味品质。然而,蛋白质含量是一个典型的数量性状,极易受到环境条件和其他农艺性状的影响,其遗传调控机制研究相对缓慢,严重制约了水稻品质改良的进展。因此,解析稻米蛋白质含量的遗传调控机制、克隆控制蛋白质含量的主效基因,对于水稻品质改良具有重要的意义。本研究对不同类型水稻种质的稻米蛋白质含量进行测定,分析了稻米蛋白质在种质资源中的遗传变异及引起变异的主要因子;同时利用一套由籼粳交组合衍生的染色体单片段代换系（CSSL）在多环境下进行稻米蛋白质含量QTL定位;进一步对鉴定到的主效QTL qGPC-10进行了图位克隆与功能研究。主要研究结果如下:1.水稻籽粒蛋白质遗传变异与分布不同环境下402份种质资源稻米蛋白质含量的调查表明,稻米蛋白质含量在自然群体中表现为广泛的连续变异,呈单峰正态分布,极差约为8%左右。年际间群体的平均蛋白质含量相差近2%,说明环境条件对蛋白质含量具有较大的影响。进一步分析表明,粳型亚种内存在更多的低蛋白质含量品种,而籼型亚种则拥有更多的高蛋白质含量品种,籼稻品种的平均蛋白质含量显着高于粳稻品种,表明籼粳亚种间稻米蛋白质含量存在明显分化。对103份具有相似生育期和株高的籼粳品种的四种贮藏蛋白含量分析表明,谷蛋白含量在群体中的变异可解释总蛋白含量变异的73.9%,表明谷蛋白含量是籼粳亚种稻米蛋白质含量差异的主要因子。2.稻米蛋白质含量QTLqGPC-10精细定位由于稻米蛋白质含量极易受到环境条件的影响,为进一步探明稻米蛋白质含量的遗传调控机制,在5个环境下测定了粳稻Sasanishiki和籼稻Habataki杂交衍生的染色体单片段代换系（CSSL）及两亲本的稻米蛋白质含量。结果表明,亲本间稻米蛋白质含量差异明显,籼稻品种Habataki的蛋白质含量显着高于粳稻Sasanishiki,CSSL群体中稻米蛋白质含量呈连续广泛分布,表明稻米蛋白质含量为典型的数量性状。QTL定位结果表明,在5个环境中共鉴定到13个QTL位点,其中qGPC-1和qGPC-10在5个环境中均能重复检测。该结果表明qGPC-1和qGPC-10可能对环境不敏感,是造成该群体中稻米蛋白质含量差异的关键位点。进一步利用CSSL SL431与亲本Sasanishiki杂交配置的高世代群体,将qGPC-10精细定位在第10号染色体约35Kb范围内,该区段内共有4个ORFs。比较4个ORFs在NILs间各组织中的表达情况表明,只有LOCOs10g26060在NILs的胚乳中表达量呈极显着差异（P=0.0003）。3.稻米蛋白质含量QTLqGPC-10克隆与功能研究基因敲除和互补试验表明,LOCOs10g26060为qGPC-10的候选基因,编码一个谷蛋白前体蛋白OsGluA2。RT-PCR分析表明,OsGluA2在胚乳中特异表达,且籼型等位基因的表达量显着高于粳型。基因测序结果表明,OsGluA2在自然群体中存在5种单倍型,其中类型1的表达量与谷蛋白含量均显着低于其他4种类型。融合表达试验表明位于OsGluA2启动子区的一个SNP（-1100）与其转录表达水平相关,可将OsGluA2的等位基因分为低表达（OsGluA2LET）和高表达（OsGluA2HET）两种等位基因类型。群体遗传和进化分析表明,OsGluA2在水稻驯化过程中未受到人工选择,且主要分布于粳稻中的OsGluA2LET起源于野生稻。NIL及转基因材料的稻米贮藏物质及淀粉理化特性分析表明,OsGluA2是稻米蛋白质含量的正调节因子,其表达量越高,谷蛋白的含量越高,沉积谷蛋白的蛋白体Ⅱ体积越大。此外,该基因同时还影响稻米淀粉相关品质的表达及稻米中各类氨基酸含量,对稻米品质具有多重影响。
席锟[8]（2019）在《非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性》文中研究指明水稻是全世界一半以上人类的主食。但是水稻是在相对良好的环境条件下驯化的,对大部分非生物逆境较敏感,所以复杂多变的非生物逆境是限制水稻生长发育、生物产量及品质的主要因素之一。本研究选取了非洲栽培稻5份、非洲新稻4份、非洲栽培稻基因渗入系12份、常籼规稻16份、常规粳稻8份、杂草稻3份,共6种类型的48份水稻种质材料为研究对象,通过克隆四个非生物胁迫抗性基因序列并测序,探究了四个非生物胁迫抗性基因的DNA序列以及其中的多态性,发掘不同水稻种质中非生物逆境抗性相关基因的变异,并结合相关的表型性状数据,筛选出含有有利等位基因的水稻种质材料。以期为水稻的抗逆品种选育提供优异的种质资源和理论依据。本研究的结果如下:1.在48个水稻材料的耐盐基因ZFP179转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出2个单倍型和3个变异位点,单倍型之间的遗传距离为2.341。单倍型ZFP179.Hap1被分在ST I组,单倍型ZFP179.Hap2被分在ST II组。两个单倍型中存在2种编码序列,且其翻译的氨基酸序列也不相同,其中存在着2个氨基酸序列的变异位点。在进一步ZFP179基因的密码子偏好性分析中,发现耐盐基因ZFP179等位基因明显偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。2.在48个水稻材料的耐旱基因OsRCI2-5转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出6个单倍型和10个变异位点。6个单倍型之间平均遗传距离为1.053,最大遗传距离为1.265,最小遗传距离为0.894。单倍型OsRCI2-5.Hap1被分在DT1 I组,单倍型OsRCI2-5.Hap3、OsRCI2-5.Hap4、OsRCI2-5.Hap5和OsRCI2-5.Hap6被分在DT1 II组,单倍型OsRCI2-5.Hap2被分在DT1 III组。6个单倍型中存在3种编码序列,但其翻译获得的氨基酸序列相同。在进一步OsRCI2-5基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因OsRCI2-5等位基因明显偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。3.在48个水稻材料的耐旱基因OsDT11转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出7个单倍型和29个变异位点。7个单倍型之间平均遗传距离为1.472,最大遗传距离为2.446,最小遗传距离为0.087。单倍型OsDT11.Hap3被分在DT2 I组,单倍型OsDT11.Hap4、OsDT11.Hap5、OsDT11.Hap6和OsDT11.Hap7被分在DT2 II组,单倍型OsDT11.Hap1和OsDT11.Hap2被分在DT2 III组。7个单倍型中共存在3种编码序列,分别可以翻译获得2种氨基酸序列。在进一步OsDT11基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因OsDT11等位基因对于密码子的第3位碱基没有明显的选择偏好性。4.在48个水稻材料的耐冷基因qLTG3-1转录区域（编码区+UTR区）序列中共鉴定出7个单倍型和12个变异位点。7个单倍型之间平均遗传距离为1.488,最大遗传距离为2.472,最小遗传距离为0.234。单倍型qLTG3-1.Hap1、qLTG3-1.Hap2、qLTG3-1.Hap3和qLTG3-1.Hap7被分在LTR I组,单倍型qLTG3-1.Hap5被分在LTR II组,单倍型qLTG3-1.Hap4和qLTG3-1.Hap6被分在LTR III组。7个单倍型中存在7种编码序列,它们可分别翻译为7种氨基酸序列。在进一步qLTG3-1基因的密码子偏好性分析中,发现耐旱基因qLTG3-1的单倍型比较偏好于使用以碱基G/C结尾的密码子。5.在选择压力分析时发现,耐盐基因ZFP179受到强烈的正选择效应的影响,耐旱基因OsRCI2-5受到强烈的纯化选择作用,耐旱基因OsDT11可能偏向于中性选择作用,耐冷基因qLTG3-1受到一定程度的纯化选择作用。6.结合表型性状进行多重分析时发现,在盐胁迫条件下2个ZFP179单倍型在相对根长上存在显着差异。在旱胁迫条件下,5个OsRCI2-5单倍型在存活率、相对茎长和相对根数等11农艺性状存在显着差异;6个OsDT11单倍型在存活率、相对茎长和相对根数等13农艺性状存在显着差异。在冷胁迫条件下,5个qLTG3-1单倍型在平均发芽天数和相对发芽天数存在显着差异。
刘雷[9]（2017）在《水稻分蘖抑制基因ts1、ts2精细定位及理想株型基因ipa1育种潜力分析》文中研究表明水稻分蘖是影响水稻株型和产量的重要因素之一,该性状受多个遗传因子、内外源激素以及环境等多因素共同调控。进一步挖掘影响水稻分蘖的遗传因子,继而对植株的分蘖与成穗进行分子改良是水稻理想株型育种的重要研究方向。本研究通过EMS诱变得到2个分蘖能力受到显着抑制的突变体ts1和ts2,并结合图位克隆手段对影响上述2个突变体分蘖抑制性状的主基因ts1和ts2进行精细定位,利用生物信息学分析得到最可能的候选基因;我们还研究了含有理想株型基因ipa1的常规稻新品系在不同种植密度和植物生长调节剂多效唑作用下株型和产量性状的表现,对优异等位基因ipa1的育种潜力进行了分析。具体结果如下:1.相较野生型材料LY95,水稻分蘖抑制突变体ts1的茎蘖数受到显着抑制,在整个生育期ts1的茎蘖数最高仅为2.2±0.47个,而LY95能产生5.3±0.58个茎蘖。形态学和组织学研究表明ts1突变体分蘖抑制的原因可能是ts1突变体的分蘖芽结构形成异常。遗传分析表明,突变型基因ts1相对于野生型基因TS1其显性度为-0.79,这表明相对于来自五山丝苗的野生型基因TS1,影响突变体分蘖抑制性状的主基因ts1是1个部分隐性基因。2.利用混合集团分离分析（BSA）和隐性群体分析（RCA）方法,我们将主基因ts1锚定在水稻第2号染色体短臂近端粒1侧,其标记区间为ID8378-SSR6884,分子标记RM3340在精细定位群体中与ts1基因与共分离。通过NCBI-Blast在线工具,我们发现上述ts1所在的标记区间对应日本晴基因组中的物理位置为水稻第2号染色体短臂318,378bp-426,884bp,区间长约108.5 kb。3.通过水稻日本晴的可读框注释数据库MSU Rice Genome Annotation Project（http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml）,我们在第 2 号染色体短臂318,378 bp-426,884bp的物理区间内一共找到19个可读框（ORFs）。前人研究中均未见这19个可读框参与了水稻分蘖调控,因此,ts1是1个水稻分蘖性状的新调控因子。结合可读框的基因功能预测和物理位置的信息,对7个候选基因（LOCOs02g0 1590、LOCOs02g01610、LOCOs02g0 1700、LOCOs02g01710、LOCOs02g01720、LOCOs02g01730 和 LOCOs02g01740）进行了 gDNA 测序。结果表明,相对于野生型LY95,ts1突变体仅在候选基因LOCOs02g01610的唯一外显子第733位核苷酸处存在1个C→T的点突变,其他候选基因中野生型材料序列与突变型一致。基因表达分析表明,在ts1突变体的分蘖节（shoot apexes）中,候选基因LOCOs02g01610的表达量相较野生型LY95相同部位显着下调了47.8%。综上,LOCOs02g01610是ts1最可能的候选基因。此外,ts1突变体中MOC1与HTD1基因的表达量相较野生型材料LY95分别显着下调77.3%和31.4%,这暗示ts1基因很可能是通过MOC1和HTD1通路来调控水稻的分蘖。4.基于LOCOs02g01610中突变型基因存在的c.+733C→T点突变,我们利用ARMS-PCR法设计了 1组共显性标记来特异性的识别这个位点的3种等位基因型（突变纯合型、杂合型及野生纯合型）。SNP分型结果表明,分子标记cd-733C/T在ts1/五山丝苗F2群体及其双亲、F1材料中特异性好,灵敏度高。用此标记对隐性群体所有重组子的分型结果进一步表明,点突变c.+733C/T与分蘖抑制表型共分离。在其他276份水稻骨干亲本和育种材料中,扩增子均表现出野生型基因型,这说明c.+733C/T点突变是1个很可能来自于EMS诱变的稀有等位变异。5.水稻分蘖抑制突变体ts2相较野生型材料LY95和ts1突变体表现出了不同的分蘖抑制表型。ts2突变体在直播后第53天之前保持单茎,此时野生型LY95已产生3.88±0.34个茎蘖,ts1已经产生1.73±0.70个茎蘖;此后is2突变体开始发生分蘖,但它与野生型材料间的茎蘖数差异仍能保持到直播第67天。到直播后第74天,ts2突变体拥有4.75±0.54个茎蘖,野生型LY95拥有4.88±0.63个茎蘖,二者之间不再具有显着性差异（p=0.76）。相比之下,ts1突变体与野生型材料的茎蘖数差异在整个生育期中一直相差显着。因此,ts2突变体与野生型材料LY95的茎蘖数差异主要体现在营养生长期直播67天以前,而ts1与野生型的茎蘖数差异体现于整个生育期。形态学和组织学研究表明ts2突变体在直播第53天前分蘖抑制的原因可能是ts2突变体的分蘖芽结构形成异常。对ts2突变体的遗传分析表明,ts2突变体的茎蘖数性状显性度为-0.53（53 DAS）,这表明就茎蘖数性状而言ts2相对于五山丝苗是1个部分隐性突变体。6.利用混合集团分离分析（BSA）和隐性群体分析（RCA）方法,我们将影响ts2分蘖数变异的主基因ts2锚定在水稻第8号染色体短臂,其标记区间为SSR9192-SSR1856,ts 与分子标记ID5605-2紧密连锁。通过NCBI数据库,我们得到ts2基因所在的物理区间为水稻第8号染色体短臂3,839,192 bp-4,201,856 bp,长约182.7 kb。通过查询日本晴基因组的2个基因注释数据库:The MSU Rice Genome Annotation Project（http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml）以及 The RiceGAAS（http://ricegaas.dna.affrc.go.jp）,在 2 个数据库中我们分别发现 29 个、15个候选基因。综合候选基因的功能预测,紧密连锁的分子标记ID5605-2与ts2基因的重组率等信息,我们推断,LOCOs08g07010和LOCOs08g07060是ts2基因最可能的候选基因。7.田间实验表明,在每穴插3苗X喷施清水（D1P1）的处理下,导入了ipa1基因的常规稻新品系表现穗大但分蘖偏少的特点。相较D1P1处理,每穴插5苗×喷施多效唑（D2P2）的处理能显着改良导入了ipa1基因的常规稻新品系K1752、K1754、K1757及K1758的成穗能力,并增加其千粒重、理论产量和实际产量。双因素方差分析表明,在栽培因素种植密度和多效唑水平中,多效唑因素起主要作用。喷施多效唑分别能增加导入了ipa1基因的系列常规稻新品系的单穴穗数、千粒重和实际产量的16.95%、3.43%和17.20%。在D2P2措施下K1757、K1758的理论产量分别达到11.80、12.05 t/hm2,已经达到在D1P1条件下N301（12.01 t/hm2）和合丰占的理论产量水平（11.97 t/hm2）。上述实验数据表明K1757、K1758具有良好的育种利用潜力。
周悦[10]（2016）在《利用分子标记技术选育香型空育131》文中指出水稻是我国及世界上许多国家最重要的粮食作物之一,随着人们生活水平的日益提高,水稻的食味品质等方面越来越受到世界人民的关注。检验水稻食味品质是否优良的一个重要指标就是稻米的香味,香的稻米做成饭不仅芳香可口,而且具有很高的营养价值,对人体的健康也是非常有益的。然而,由于地理、气候等因素的限制,在全世界水稻种植区的香稻的产量和种植面积较少,不能满足广大消费者的需求,所以有必要培育新的香稻品种。在转移优质基因时多采用杂交与回交相结合的方法,但是,传统的回交育种很难将与优质基因连锁的累赘限制在较小的范围内。随着现代分子生物学技术的快速发展,利用分子标记技术与传统育种相结合的手段,运用与目标基因紧密连锁的分子标记对导入基因进行跟踪,可以有效地去除连锁累赘,同时结合背景选择与基因芯片分析方法,可快速准确的实现目标性状的精确改良,从而加快培育新品种的进程。对空育131的香味品质进行了成功改良的同时由于空育131的长期种植逐渐退化,开始对稻瘟病表现为感病,所以结合分子标记辅助选择和基因聚合改良空育131的稻瘟病抗性对于水稻的安全生产是至关重要的。本研究应用分子标记辅助选择与传统回交育种技术相结合的方法,将优质水稻品种稻花香2号的香味基因OsBadh2以及新品种空育131（Pi1）、空育131（Pi2）、空育131（Pi9）材料中的Pi1、Pi2、Pi9基因分别导入到黑龙江省主栽品种空育131中,获得除OsBadh2基因位点外所有标记位点的基因型均是空育131的植株。主要实验结果如下:1.对获得的BC3F2代利用OsBadh2基因内分子标记进行前景选择,有效地选择目标基因型单株,并利用OsBadh2基因两侧标记高效去除连锁累赘,使用38对SSR标记对目标改良单株进行背景选择,确定其背景与空育131背景一致,共获得了11株理想的改良单株。2.由于分子标记辅助选择具有一定的局限性,又结合了基因芯片分析方法对11个改良单株进一步检测,基因芯片分析的42947个多态性标记遍布水稻12条染色体,能够实现目标性状的精确检测,经分析得到了1株最理想的改良单株。实现了空育131香味的改良。3.利用获得的含有香味基因的改良单株与已导入抗稻瘟病基因Pi1、Pi2、Pi9的空育131进行基因聚合,分别得到了Pi1与fgr、Pi2与fgr、Pi9与fgr三种基因聚合型。实现了空育131不仅具有香味而且抗稻瘟病。这将是分子标记技术结合基因芯片分析与基因聚合在育种应用上的又一有益尝试。
二、中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序（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、中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序（论文提纲范文）
（1）整合分析水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组与三维基因组图谱（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究问题的由来 |
| 1.2 水稻杂种优势研究 |
| 1.3 表观基因组学及相关研究技术 |
| 1.3.1 人类表观基因组学研究 |
| 1.3.2 基因转录调控元件 |
| 1.3.3 全基因组范围沉默子的系统鉴定 |
| 1.3.4 ChIP-seq和ChIC-seq |
| 1.3.5 单细胞ChIC-seq |
| 1.4 三维基因组学 |
| 1.4.1 三维基因组结构 |
| 1.4.2 三维基因组学研究技术 |
| 1.5 单倍型分辨率三维基因组图谱 |
| 1.6 本研究的目的与意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 水稻材料 |
| 2.1.2 抗体 |
| 2.1.3 菌株与载体 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 水稻材料种植 |
| 2.2.2 真杂种鉴定 |
| 2.2.3 实验材料交联 |
| 2.2.4 快速高效分离细胞核 |
| 2.2.5 染色质免疫共沉淀eChIP-seq |
| 2.2.6 水稻杂种LR ChIA-PET |
| 2.2.7 细胞核CUT&Tag |
| 2.2.8 细胞核Stacc-seq |
| 2.2.9 ATAC-seq |
| 2.2.10 荧光原位杂交 |
| 2.3 测序数据生物信息分析 |
| 2.3.1 表观基因组数据处理 |
| 2.3.2 ChIA-PET数据处理 |
| 2.3.3 等位基因特异染色质交互分析 |
| 2.3.4 交互热图的绘制和可视化 |
| 2.3.5 三维基因组建模 |
| 3 结果与分析 |
| 3.3 水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组图谱 |
| 3.4 水稻杂种单倍型分辨率的三维基因组图谱 |
| 3.4.1 单倍型分辨率的抑制性染色质交互 |
| 3.4.2 等位基因特异染色质交互调控ASE |
| 3.5 水稻超级沉默子的全基因组鉴定 |
| 3.6 沉默子和超级沉默子参与染色质远程交互 |
| 3.6.1 沉默子通过形成染色质环调控水稻穗发育 |
| 3.6.2 超级沉默子参与等位基因差异染色质构象 |
| 3.6.3 MADS-box基因在细胞核中共定位、共修饰和共抑制 |
| 3.7 基因组三维结构建模 |
| 3.8 nCUT&Tag技术的开发与应用 |
| 3.8.1 快速高效分离高质量的细胞核 |
| 3.8.2 nCUT&Tag用于分析交联样品的组蛋白修饰 |
| 3.8.3 nCUT&Tag用于分析新鲜材料的组蛋白修饰 |
| 3.8.4 nCUT&Tag用于分析抑制性染色质 |
| 3.8.5 nCUT&Tag用于低样品量的染色质分析 |
| 3.8.6 nCUT&Tag用于分析油菜组蛋白修饰 |
| 3.9 单细胞核CUT&Tag和ATAC-seq |
| 4 讨论 |
| 4.1 等位基因差异的染色质结构调控等位基因特异表达 |
| 4.2 调控元件参与染色质交互调控个体性状表型 |
| 4.3 重构基因组三维空间结构 |
| 4.4 新的三维基因组学研究技术 |
| 4.5 ChIC-seq和单细胞ChIC-seq技术 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录Ⅰ 附图 |
| 附录Ⅱ 附表 |
| 附录Ⅲ 个人简介和研究成果 |
| 个人简介 |
| 在读期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）水稻穗部性状杂种优势的QTL分析和最长根长QTL qLRL4的精细定位（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 水稻杂种优势 |
| 1.1.1 杂种优势的概念 |
| 1.1.2 杂种优势的遗传假说 |
| 1.1.3 QTL与杂种优势 |
| 1.1.4 水稻穗部性状杂种优势的遗传分析 |
| 1.2 水稻根部性状的遗传分析 |
| 1.2.1 水稻根系的研究 |
| 1.2.2 水稻根系性状的研究进展 |
| 1.2.3 水稻根系性状的遗传分析和相关基因的定位 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 第二章 水稻穗部性状杂种优势的 QTL 分析 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 供试材料 |
| 2.1.2 田间种植 |
| 2.1.3 性状考察 |
| 2.1.4 数据统计与图表分析 |
| 2.1.5 连锁图谱构建与QTL分析 |
| 2.1.6 DNA 提取 |
| 2.1.7 PCR反应体系及凝胶电泳检测 |
| 2.2 实验结果 |
| 2.2.1 水稻穗部性状杂种优势的表现与分布 |
| 2.2.2 水稻穗部性状杂种优势的相关性分析 |
| 2.2.3 水稻穗部性状杂种优势的QTL定位分析 |
| 2.3 讨论与结论 |
| 2.3.1 讨论 |
| 2.3.2 结论 |
| 第三章 水稻苗期根部性状的遗传分析和最长根长QTL qLRL4 的精细定位 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 供试材料 |
| 3.1.2 种植方法 |
| 3.1.3 性状考察 |
| 3.1.4 统计与图表分析 |
| 3.1.5 连锁图谱构建与QTL分析 |
| 3.1.6 DNA 提取 |
| 3.1.7 PCR反应体系及凝胶电泳检测 |
| 3.1.8 RNA 提取 |
| 3.1.9 cDNA反转录程序 |
| 3.1.10 实时定量基因扩增荧光检测(qRT-PCR)程序 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 双亲和重组自交系群体的根系性状表型差异 |
| 3.2.2 RIL群体各根系性状间的相关性分析 |
| 3.2.3 RIL群体根系性状的QTL分析 |
| 3.2.4 最长根长QTL qLRL4 的精细定位和候选基因确定 |
| 3.3 讨论与结论 |
| 3.3.1 讨论 |
| 3.3.2 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 1 |
| 附录 2 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（3）AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 AIO-seq高通量测序技术开发及应用 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 测序技术发展概述 |
| 1.1.2 DNA超声波机械打断和生物酶切法在测序文库制备中的应用 |
| 1.1.3 Tn5 转座酶在测序文库制备中的应用 |
| 1.1.4 测序文库的分选和质控 |
| 1.1.5 本研究的目的与意义 |
| 1.2 材料与方法 |
| 1.2.1 实验材料及表型测定分析 |
| 1.2.2 AIO-seq测序文库制备 |
| 1.2.3 测序数据的分析流程 |
| 1.2.4 Bin map图谱构建及玉米株型性状QTL定位 |
| 1.3 结果与分析 |
| 1.3.1 AIO-seq测序技术构思 |
| 1.3.2 利用少量样本验证AIO-seq测序技术的可行性 |
| 1.3.3 利用多样本包Lane测序探索AIO-seq技术的可靠性及稳定性 |
| 1.3.4 运用AIO-seq测序技术获得样本间预期不等的数据产出 |
| 1.3.5 AIO-seq技术在RNA-seq测序文库制备中的运用 |
| 1.3.6 简化的AIO-seq测序技术在玉米BC_1F_4群体株型QTL定位研究中的运用 |
| 1.4 讨论 |
| 1.4.1 Tn5 转座酶在组学技术研究中的广泛应用 |
| 1.4.2 AIO-seq测序文库制备流程的改进 |
| 1.4.3 简化的AIO-seq测序技术在群体遗传学研究中的应用 |
| 1.4.4 后续工作展望 |
| 第二章 玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 玉米生产和研究概况 |
| 2.1.2 常用分离群体类型及特点 |
| 2.1.3 连锁分析及关联分析定位 |
| 2.1.4 玉米株型相关性状QTL定位及基因克隆 |
| 2.1.5 本研究的目的与意义 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 亲本选取及HNAU-NAM1 群体构建 |
| 2.2.2 玉米HNAU-NAM1 群体株型性状考察及分析 |
| 2.2.3 HNAU-NAM1 群体基因型数据分析 |
| 2.2.4 HNAU-NAM1 群体遗传多样性及连锁不平衡分析 |
| 2.2.5 利用SLM分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.6 利用JLM分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.7 利用GWAS关联分析方法进行株型性状QTL定位 |
| 2.2.8 株型性状QTL热点区域分析 |
| 2.2.9 株型性状主效QTL定位区间内候选基因推断 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 HNAU-NAM1 群体特征分析 |
| 2.3.2 群体表型性状统计分析 |
| 2.3.3 亚群遗传连锁图谱构建 |
| 2.3.4 叶夹角性状遗传解析 |
| 2.3.5 株高性状遗传解析 |
| 2.3.6 穗位性状遗传解析 |
| 2.3.7 株型性状QTL定位热点区域分析 |
| 2.3.8 主效QTL区间内候选基因推断 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 HNAU-NAM1 群体特点 |
| 2.4.2 株型性状QTL定位方法及结果特征 |
| 2.4.3 株型性状候选基因 |
| 2.4.4 基因组de novo组装对基因克隆的影响 |
| 2.4.5 后续工作展望 |
| 第三章 全文总结 |
| 3.1 AIO-seq高通量测序技术开发和应用 |
| 3.2 玉米HNAU-NAM1 群体遗传特性和株型性状QTL定位研究 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（4）非洲栽培稻基因渗入系重要农艺性状QTL分析及qHD6的精细定位（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稻属的分类 |
| 1.1.1 亚洲栽培稻的起源 |
| 1.1.2 非洲栽培稻的起源 |
| 1.1.3 源于非洲栽培稻的有利性状相关基因 |
| 1.2 渗入系的构建与应用 |
| 1.2.1 渗入系的构建 |
| 1.2.2 渗入系在QTL定位中的应用 |
| 1.3 水稻粒形性状的遗传研究 |
| 1.3.1 已克隆控制粒长的主效基因 |
| 1.3.2 已克隆控制粒宽的主效基因 |
| 1.3.3 已克隆控制粒重的主效基因 |
| 1.4 水稻叶形性状的研究进展 |
| 1.4.1 已克隆控制叶形的主效基因 |
| 1.5 水稻抽穗期的研究进展 |
| 1.5.1 水稻成花素基因Hd3a和 RFT1 |
| 1.5.2 抽穗期调控通路的研究进展 |
| 1.6 本研究的目的与意义 |
| 第二章 粒形与剑叶性状的QTL定位 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 试验材料的种植 |
| 2.1.2 试验材料的表型考察 |
| 2.1.3 引物设计和遗传图谱构建 |
| 2.2 常用的试剂与仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验器材和常用仪器 |
| 2.2.3 数据分析 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 田间取样 |
| 2.3.2 水稻叶片DNA提取 |
| 2.3.3 PCR扩增 |
| 2.3.4 6%的聚丙烯酰胺变性凝胶电泳检测 |
| 2.3.5 1%琼脂糖凝胶电泳检测 |
| 2.4 结果与分析 |
| 2.4.1 F_2和F_(2:3)群体及亲本粒形和剑叶形态性状的表型分析 |
| 2.4.2 F_2和F_(2:3)群体各性状间的相关分析 |
| 2.4.3 F_2和F_(2:3)群体粒形和剑叶形态性状的QTL定位 |
| 2.5 讨论 |
| 第三章 抽穗期QTL-q HD6 的精细定位 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 群体构建方法 |
| 3.1.2 田间实验与性状考查 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 DNA标记检测 |
| 3.2.2 数据分析 |
| 3.2.3 基因差异表达分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 亲本材料产量性状 |
| 3.3.2 抽穗期基因QTL定位 |
| 3.3.3 F_(2:3)和F_(3:4)群体抽穗期性状的QTL定位 |
| 3.3.4 F_(2:3)群体中抽穗期QTL的混池测序 |
| 3.3.5 近等基因系的表型比较 |
| 3.3.6 构建剩余杂合体对q HD6 进一步精细定位 |
| 3.3.7 近等基因系之间抽穗期差异分析 |
| 3.3.8 候选基因的预测 |
| 3.3.9 抽穗期基因的表达分析 |
| 3.4 讨论 |
| 第四章 全文结论 |
| 4.1 水稻粒形及剑叶性状的遗传研究 |
| 4.2 水稻抽穗期性状的遗传研究 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）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 |
（6）水稻生殖生长期耐盐性基因位点发掘及候选基因关联分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 盐碱地的概况 |
| 1.2 盐碱胁迫对植物的影响 |
| 1.2.1 盐碱胁迫对植物农艺性状的影响 |
| 1.2.2 盐碱胁迫对植物生理性状的影响 |
| 1.2.3 水稻生殖生长期耐盐性研究的意义 |
| 1.3 水稻耐盐指标的鉴定标准 |
| 1.3.1 发芽率鉴定法 |
| 1.3.2 形态观察鉴定法 |
| 1.3.3 离子含量和产量性状鉴定法 |
| 1.4 连锁分析与关联分析 |
| 1.5 群体分离分析法(BSA)在基因定位中的应用 |
| 1.6 基因的多态性分析 |
| 1.6.1 基因多态性 |
| 1.6.2 自然选择和中性学说 |
| 1.7 候选基因关联分析 |
| 1.7.1 连锁不平衡及计算方法 |
| 1.7.2 候选基因关联分析 |
| 1.7.3 候选基因关联分析在植物中的研究进展 |
| 1.8 本研究的目的与意义 |
| 1.9 技术路线图 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 QTL定位 |
| 2.2.2 BSA测序 |
| 2.2.3 候选基因筛选 |
| 2.2.4 候选基因关联分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 利用RIL群体进行水稻生殖生长期耐盐性QTL定位 |
| 3.1.1 耐盐产量相关性状的数据分析 |
| 3.1.2 QTL定位 |
| 3.2 BSA测序分析 |
| 3.2.1 耐盐极端性状的筛选和抗感池的构建 |
| 3.2.2 碱基类型的分布 |
| 3.2.3 测序数据的质量控制和比对 |
| 3.2.4 SNP和Indel检测 |
| 3.2.5 △SNP-index关联结果 |
| 3.2.6 候选区域的SNP,In Del分析 |
| 3.3 基因功能注释及候选基因筛选 |
| 3.3.1 候选基因q RT-PCR验证 |
| 3.3.2 候选基因测序分析 |
| 3.4 候选基因关联分析 |
| 3.4.1 序列多态性及单倍型分析 |
| 3.4.2 连锁不平衡及中性进化分析 |
| 3.4.3 群体结构分析 |
| 3.4.4 关联群体耐盐产量相关性状鉴定 |
| 3.4.5 关联群体耐盐生理性状测定 |
| 3.4.6 OsTPP1的关联分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 水稻生殖生长期各性状间的关系 |
| 4.2 本研究生殖生长期耐盐QTL与前人的比较 |
| 4.3 候选基因关联分析在水稻中的应用 |
| 4.4 候选基因的筛选及耐盐性分析 |
| 5 结论 |
| 6 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（7）稻米蛋白质含量QTL qGPC-10的图位克隆与功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 稻米品质的遗传研究 |
| 1.1.1 稻米品质的评价标准 |
| 1.1.2 稻米品质相关基因的定位与克隆 |
| 1.2 稻米蛋白质遗传研究 |
| 1.2.1 稻米蛋白质的组成及其营养价值 |
| 1.2.2 贮藏蛋白的分子生物学研究 |
| 1.2.3 稻米蛋白质的遗传变异与影响因素 |
| 1.2.4 稻米蛋白质性状QTL定位研究 |
| 1.2.5 稻米蛋白质含量相关基因克隆 |
| 1.2.6 稻米蛋白质营养品质遗传改良 |
| 1.3 利用分子标记辅助育种(MAS)改良稻米品质 |
| 1.4 本研究目的及意义 |
| 第2章 水稻籽粒蛋白质含量分布与遗传变异 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验材料与方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 田间种植 |
| 2.2.3 近红外光谱测定稻米蛋白含量 |
| 2.2.4 凯氏定氮法测定稻米组分蛋白含量 |
| 2.2.5 数据处理 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 稻米蛋白质含量在种质资源间的变异与分布 |
| 2.3.2 组分蛋白在种质资源中的变异与分布 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 稻米蛋白质含量变异广泛 |
| 2.4.2 谷蛋白含量变异是籼粳亚种稻米蛋白质含量差异的主要因素 |
| 第3章 稻米蛋白质含量QTLqGPC-10精细定位 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 田间种植 |
| 3.2.3 近红外光谱测定稻米蛋白含量 |
| 3.2.4分子连锁图构建与QTL检测 |
| 3.2.5 凯氏定氮法测定稻米组分蛋白含量 |
| 3.2.6 蛋白SDS-PAGE检测及染色 |
| 3.2.7 RT-PCR分析 |
| 3.2.8 数据处理 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 双亲及CSSL群体中稻米蛋白质含量 |
| 3.3.2 分子标记连锁图谱 |
| 3.3.3 蛋白质含量QTL定位 |
| 3.3.4 qGPC-10精细定位及近等基因系构建 |
| 3.3.5 候选区段基因表达分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 CSSL在QTL定位中的应用 |
| 3.4.2 与前人稻米蛋白质含量QTL定位结果比较 |
| 3.4.3 稻米蛋白质含量QTL精细定位策略 |
| 3.4.4 主效QTL育种价值 |
| 第4章 稻米蛋白质含量QTLqGPC-10克隆与功能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 试验材料与方法 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 田间种植 |
| 4.2.3 凯氏定氮法测定稻米组分蛋白含量 |
| 4.2.4 载体构建 |
| 4.2.5 DNA提取与分子标记分析 |
| 4.2.6 透射电镜分析 |
| 4.2.7 稻米理化性质测定 |
| 4.2.8 氨基酸含量测定 |
| 4.2.9 GUS活性定量测定 |
| 4.2.10 组织化学染色法 |
| 4.2.11 RT-PCR分析 |
| 4.2.12 水稻原生质体瞬时表达分析 |
| 4.2.13 核酸多样性及进化分析 |
| 4.2.14 数据处理 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 qGPC-10候选基因的验证 |
| 4.3.2 qGPC-10的时空表达特征 |
| 4.3.3 OsGluA2具有多效性 |
| 4.3.4 OsGluA2促进蛋白体Ⅱ体积 |
| 4.3.5 启动子区单碱基差异造成功能性遗传变异 |
| 4.3.6 OsGluA2与籼粳分化有关 |
| 4.3.7 OsGluA2~(LET)的进化分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 qGPC-10育种中的应用 |
| 4.4.2 籼稻蛋白质含量高于粳稻的原因分析 |
| 4.4.3 贮藏蛋白基因调控机制 |
| 4.4.4 OsGluA2的驯化分析 |
| 第5章 全文总结 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 研究创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一: 部分实验详细步骤 |
| 附录二: 材料清单(1) |
| 附录三: 材料清单(2) |
| 附录四: 材料清单(3) |
| 附录五: 引物序列(1) |
| 附录六: 引物序列(2) |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研成果 |
（8）非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 前言 |
| 1.1 水稻基因组学及功能基因的研究进展 |
| 1.1.1 水稻基因组学研究进展 |
| 1.1.2 水稻功能基因的研究进展 |
| 1.1.3 重要功能基因的克隆 |
| 1.2 水稻抗逆种质资源发掘及抗性基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.1 水稻耐盐种质资源发掘及耐盐基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.2 水稻耐旱种质资源发掘及耐旱基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.3 水稻耐冷种质资源发掘及耐冷基因鉴定的研究进展 |
| 1.2.4 水稻中重要耐盐、耐旱和耐冷基因工程研究进展 |
| 1.3 遗传多样性的研究进展 |
| 1.3.1 遗传变异的类型及其检测方法 |
| 1.3.2 功能性核苷酸多态性 |
| 1.3.3 特异水稻种质资源的遗传多样性 |
| 1.4 研究的目的与意义 |
| 1.4.1 研究的目的 |
| 1.4.2 研究的意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料及数据来源 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 主要实验仪器及试剂配置 |
| 2.2.2 材料的培养与叶片总DNA的提取 |
| 2.2.3 目标序列的获得与测序 |
| 2.2.4 数据分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 耐盐基因ZFP179 的遗传多样性分析 |
| 3.1.1 耐盐基因ZFP179 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.1.2 耐盐基因ZFP179 单倍型的网络图 |
| 3.1.3 耐盐基因ZFP179 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.1.4 耐盐基因ZFP179 转录区域的系统进化分析 |
| 3.1.5 耐盐基因ZFP179 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.1.6 耐盐基因ZFP179 的密码子偏好性分析 |
| 3.2 耐旱基因OsRCI2-5 的遗传多样性分析 |
| 3.2.1 耐旱基因OsRCI2-5 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.2.2 耐旱基因OsRCI2-5 单倍型的网络图 |
| 3.2.3 耐旱基因OsRCI2-5 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.2.4 耐旱基因OsRCI2-5 转录区域的系统进化分析 |
| 3.2.5 耐旱基因OsRCI2-5 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.2.6 耐旱基因OsRCI2-5 的密码子偏好性分析 |
| 3.3 耐旱基因OsDT11 的遗传多样性分析 |
| 3.3.1 耐旱基因OsDT11 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.3.2 耐旱基因OsDT11 单倍型的网络图 |
| 3.3.3 耐旱基因OsDT11 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.3.4 耐旱基因OsDT11 转录区域的系统进化分析 |
| 3.3.5 耐旱基因OsDT11 的氨基酸序列多态性分析 |
| 3.3.6 耐旱基因OsDT11 的密码子偏好性分析 |
| 3.4 耐冷基因qLTG3-1 的遗传多样性分析 |
| 3.4.1 耐冷基因qLTG3-1 转录区域的序列多态性分析 |
| 3.4.2 耐冷基因qLTG3-1 单倍型的网络图 |
| 3.4.3 耐冷基因qLTG3-1 不同转录区域间的遗传距离遗传 |
| 3.4.4 耐冷基因qLTG3-1 转录区域的系统进化分析 |
| 3.4.5 耐冷基因qLTG3-1 的氨基酸序列序列多态性分析 |
| 3.4.6 耐冷基因qLTG3-1 的密码子偏好性分析 |
| 3.5 选择压力分析 |
| 3.6 不同单倍型分组间不同抗逆性状的多重比较分析 |
| 4 结论与讨论 |
| 4.1 水稻基因的克隆与测序 |
| 4.2 高度保守的OsRCI2-5 基因 |
| 4.3 多态性丰富的qLTG3-1 基因 |
| 4.4 非生物胁迫抗性基因在稻属物种中的分化 |
| 4.5 筛选聚合多个有利等位基因的核心种质材料 |
| 4.6 存在的问题及应对措施 |
| 4.7 本研究的设想与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（9）水稻分蘖抑制基因ts1、ts2精细定位及理想株型基因ipa1育种潜力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 水稻理想株型的概念与不同模式 |
| 1.2 水稻株型相关性状的生物学基础 |
| 1.2.1 水稻分蘖的概念与发生过程 |
| 1.2.2 水稻分蘖角 |
| 1.2.3 水稻株高与茎秆 |
| 1.2.4 水稻穗部性状 |
| 1.2.5 水稻叶型 |
| 1.3 水稻株型遗传控制与分子机理研究进展 |
| 1.3.1 水稻分蘖的遗传与分子机理 |
| 1.3.2 水稻分蘖角的遗传 |
| 1.3.3 水稻株高和茎秆的遗传 |
| 1.3.4 水稻穗型的遗传 |
| 1.3.5 水稻叶型的遗传 |
| 1.4 水稻理想株型育种的研究进展 |
| 1.5 本研究的目的与意义 |
| 第二章 水稻分蘖抑制基因ts1的精细定位及候选基因分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 水稻分蘖抑制突变体ts1的材料来源 |
| 2.2.2 实验所用材料及田间实验 |
| 2.2.3 实验所用仪器,耗材与试剂 |
| 2.2.4 ts1突变体的表型鉴定 |
| 2.2.5 ts1突变体的组织学分析 |
| 2.2.6 ts1基因的连锁分析与初定位 |
| 2.2.7 ts1显性度分析 |
| 2.2.8 目标区域的精细定位 |
| 2.2.9 候选基因的克隆与测序 |
| 2.2.10 候选基因及其他分蘖调控基因的表达分析 |
| 2.2.11 共显性SNP分子标记开发与应用 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 ts1突变体表型鉴定 |
| 2.3.2 ts1突变体的分蘖芽的形态学和组织学观察 |
| 2.3.3 主基因ts1的遗传分析与初定位 |
| 2.3.4 主基因ts1的精细定位 |
| 2.3.5 主基因ts1候选基因分析 |
| 2.3.6 ts1候选基因与其他分蘖调控基因的表达分析 |
| 2.3.7 共显性SNP标记cd-733C/T的开发 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 分蘖芽的异常形成可能是ts1突变体分蘖受抑制的原因 |
| 2.4.2 在呈连续分布的F2群体中成功精细定位ts1的原因分析 |
| 2.4.3 ts1基因可能是控制水稻分蘖数变异的1个新基因 |
| 2.4.4 编码三角状五肽重复蛋白的基因LOC_Os02g01610是ts1最可能的候选基因 |
| 2.4.5 ts1基因可能通过MOC1和HTD1来调控ts1突变体株型 |
| 2.4.6 共显性SNP标记cd-733C/T的开发有助于水稻理想株型的分子改良 |
| 第三章 水稻分蘖抑制基因ts2的精细定位及候选基因分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 水稻分蘖抑制突变体ts2的材料来源 |
| 3.2.2 定位所用遗传群体配制及田间实验 |
| 3.2.3 实验所用仪器,耗材与试剂 |
| 3.2.4 ts2突变体的表型鉴定 |
| 3.2.5 ts2突变体的组织学分析 |
| 3.2.6 ts2突变体的遗传分析与初定位 |
| 3.2.7 ts2突变体茎蘖数性状显性度 |
| 3.2.8 目标区域的精细定位 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 ts2突变体的表型鉴定 |
| 3.3.2 ts2突变体营养生长期分蘖芽形态与组织学分析 |
| 3.3.3 ts2突变体茎蘖数性状的遗传分析 |
| 3.3.4 主基因ts2所在的区间 |
| 3.3.5 主基因ts2基因的精细定位 |
| 3.3.6 主基因ts2的候选基因分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 ts2突变体是异于ts1突变体的1个新分蘖抑制突变体 |
| 3.4.2 分蘖芽的异常形成可能是ts2突变体营养生长期分蘖抑制的原因 |
| 3.4.3 ts2基因可能是1个影响水稻分蘖数变异的新基因 |
| 3.4.4 与主基因ts2紧密连锁分子标记的开发有助于对水稻理想株型的分子改良 |
| 第四章 理想株型基因ipa1育种潜力分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 供试水稻材料的来源 |
| 4.2.2 供试材料OsSPL14基因序列检测与比对分析 |
| 4.2.3 田间实验设计与性状考察 |
| 4.2.4 数据统计与分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 供试材料OsSPL14基因序列分析 |
| 4.3.2 供试材料在不同种植密度和多效唑处理下的株叶性状表现 |
| 4.3.3 供试材料在不同种植密度和多效唑处理下的产量性状表现 |
| 4.3.4 栽培因素对供试材料的株型、产量性状的效应分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 喷施多效唑对ipa1常规稻新品系的增穗、增千粒重及增产作用 |
| 4.4.2 不同处理对ipa1常规稻新品系的穗数与穗粒数变异的影响 |
| 4.4.3 ipa1常规稻新品系在理想株型育种中的应用潜力 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）利用分子标记技术选育香型空育131（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 香米的研究进展 |
| 1.1.1 香米的定义及类型 |
| 1.1.2 香米品种稻花香2号 |
| 1.1.3 香米香味的主要成分 |
| 1.1.4 水稻香味形成机制 |
| 1.1.5 水稻香味鉴定的方法 |
| 1.1.6 香米的香味遗传 |
| 1.1.7 香味基因的分子标记与定位 |
| 1.2 水稻品种空育131 |
| 1.3 水稻稻瘟病 |
| 1.3.1 水稻稻瘟病的危害 |
| 1.3.2 稻瘟病抗性基因的定位与克隆 |
| 1.4 分子标记辅助选择育种 |
| 1.4.1 分子标记辅助选择的原理及优点 |
| 1.4.2 分子标记辅助选择的特点 |
| 1.4.3 分子标记辅助选择的类型 |
| 1.4.4 分子标记辅助选择在育种的应用 |
| 1.5 基因芯片分析辅助育种 |
| 1.6 水稻香味基因与抗稻瘟病基因的分子标记聚合 |
| 1.7 本研究的目的和意义 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 供试水稻材料 |
| 2.1.2 用于前景选择的引物 |
| 2.1.3 OsBadh2 基因两侧的SSR标记 |
| 2.1.4 用于背景选择的SSR标记 |
| 2.1.5 用于香味与抗稻瘟病基因基因聚合的引物 |
| 2.1.6 相关试剂及配方 |
| 2.1.7 主要仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 水稻基因组的分子检测方法 |
| 2.2.2 电泳结果分析 |
| 2.2.3 基因芯片分析方法 |
| 2.2.4 水稻香气(味)的鉴定方法 |
| 2.2.5 双基因聚合方案 |
| 2.2.6 主要农艺性状的田间数据收集 |
| 第3章 结果与分析 |
| 3.1 香味基因在空育131 和稻花香2 号之间的序列比对 |
| 3.2 Os Badh2 基因内分子标记 |
| 3.3 Os Badh2 基因两侧的SSR标记 |
| 3.4 改良型空育131 背景选择的SSR标记 |
| 3.5 与Pi1、Pi2、Pi9 基因连锁的标记 |
| 3.6 空育131 与稻花香2 号的回交BC3F2代鉴定选择 |
| 3.6.1 前景选择 |
| 3.6.2 背景选择 |
| 3.6.3 Os Badh2 基因两侧交换单株筛选 |
| 3.6.4 背景选择 |
| 3.7 基因芯片分析 |
| 3.8 改良品种香味的鉴定 |
| 3.9 香味与抗稻瘟病基因双基因聚合鉴定 |
| 3.10 双基因聚合芯片分析结果 |
| 3.11 农艺性状表现 |
| 第4章 讨论 |
| 4.1 分子标记辅助选择与基因芯片分析方法的比较 |
| 4.2 Pi1、Pi2、Pi9 与香味基因的聚合 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序（论文参考文献）
- [1]整合分析水稻杂种单倍型分辨率的表观基因组与三维基因组图谱[D]. 欧阳维枝. 华中农业大学, 2021(02)
- [2]水稻穗部性状杂种优势的QTL分析和最长根长QTL qLRL4的精细定位[D]. 田彪. 中国农业科学院, 2021(09)
- [3]AIO-seq高通量测序技术开发及玉米NAM群体遗传特性和株型性状QTL定位研究[D]. 赵胜. 中国农业科学院, 2021
- [4]非洲栽培稻基因渗入系重要农艺性状QTL分析及qHD6的精细定位[D]. 杨莹莹. 中国农业科学院, 2021(09)
- [5]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)
- [6]水稻生殖生长期耐盐性基因位点发掘及候选基因关联分析[D]. 冷月. 东北农业大学, 2020(04)
- [7]稻米蛋白质含量QTL qGPC-10的图位克隆与功能研究[D]. 杨宜豪. 扬州大学, 2020(01)
- [8]非洲栽培稻与亚洲栽培稻中非生物胁迫抗性基因的功能性核苷酸多态性[D]. 席锟. 华中农业大学, 2019(02)
- [9]水稻分蘖抑制基因ts1、ts2精细定位及理想株型基因ipa1育种潜力分析[D]. 刘雷. 武汉大学, 2017(03)
- [10]利用分子标记技术选育香型空育131[D]. 周悦. 黑龙江大学, 2016(05)