甘蓝型油菜角果长基因表达及全基因组关联分析

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:2034912
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
甘蓝型油菜(Brassica napus L.)属于十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica),是我国重要的油料作物之一。角果是油菜生长发育过程中的重要器官,能通过光合作用为种子发育提供能量,同时也为植物其他部位的发育提供碳水化合物,又能保护发育中的种子免受生物和非生物胁迫。长角果是油菜育种中高产的理想指标之一。因此,研究油菜角果长度(Silique Length)性状对于提高油菜的产量具有重要意义。本研究通过利用496份甘蓝型油菜品种重测序数据对材料角果长度进行全基因组关联分析(Genome-wide Association Study,GWAS)以及长/短角果极端表型材料的不同时期转录组测序(RNA-seq sequencing,RNA-Seq)数据,挖掘调控甘蓝型油菜角果长度性状候选基因,主要结论如下:1.甘蓝型油菜角果长/短极端材料性状分析短角果材料的角果成熟后长度为5.45 cm~5.89 cm,而长角果材料的角果长度为10.28 cm~10.54 cm,长/短角果材料的角果长度存在显著差异。随后测定筛选出的长/短角果材料的千粒重和每角果粒数。短角果材料的千粒重为2.83 g~3.38 g,而长角果材料的千粒重为5.43 g~6.2 g。短角果材料的每角果粒数为17.17粒~21.22粒,长角果材料为25.58粒~28.16粒。2.甘蓝型油菜长/短角果材料的转录组分析为了探究长/短角果材料在转录水平上的差异,分别取极端表型材料花后24、33、42天3个不同时期的角果,每个材料2个重复,共12个样品进行转录组测序。基于|log2(foldchange)|≥2,FDR<0.01筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),共筛选到10453个DEGs。在GO(Gene Ontology)富集分析中,上下调基因均显著富集到与细胞、细胞壁、转运活性等过程。在KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析中,发现差异表达基因显著富集在激素信号转导、苯丙氨酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物合成代谢过程。对苯丙烷-木质素途径DEGs聚类分析,大部分木质素合成途径基因在花后33d下调表达。对花后33、42、48d(此时木质素总量不再变化)极端表型材料进行木质素含量测定及冷冻切片观察。根据测定及观察的结果,推测角果皮中木质素含量及细胞木质化进程可能影响角果生长发育。基于拟南芥激素以及转录因子数据库对差异表达基因进行注释,结果显示735和678个分别与激素和转录因子相关的基因成员。在这些鉴定出的与激素相关基因中生长素和脱落酸相关的基因较多,在转录因子中,MYB、NAC、ERF、b HLH等转录因子成员占多数。通过加权基因共表达网络分析共获得19个共表达模块,lightpink1模块为核心模块,对该模块中基因进行富集分析,均显著富集到与光合作用相关的条目或通路,Psb Y是lightpink1模块中的核心基因(KME=9.93E-01)。同时在lightpink模块中有多个影响细胞伸长与扩张的结构基因且KME值较高,例如DFL2-1、CSLD3、TCH4、CESA6等。推测这些基因可能是造成角果长短差异的关键基因。3.甘蓝型油菜角果长度性状的全基因组关联性分析本研究基于最佳模型K+PCA模型,于2019年检测到125个显著关联SNP位点(P=1/3385691),解释表型变异率范围为6.02%~15.00%。在A03染色体检测到4个SNP位点,位于11.33 Mb~19.97 Mb;A07染色体检测到34个SNP位点,其中12个位于7.68 Mb~9.31 Mb、10个位于15.18 Mb~15.78 Mb、1个位于18.87 Mb~19.06 Mb;C08染色体检测到3个SNP,位于29.71 Mb~29.95 Mb;A09染色体上检测到46个SNP位点,其中36个SNP位点位于26.6Mb~27.6 Mb,均与已报道的角果长度性状SNP位点有重叠。同时61个显著关联位点分别位于49个基因中,其中有4个同时也是转录组数据中的差异表达基因,分别是Bn MYB77(S3_20355600)、Bn IAN13(S6_7619443)、Bn SK21(S9_27782829)和Bn TMP-C(S9_27788376),其中Bn MYB77和Bn IAN13为上调表达基因,Bn SK21和Bn TMP-C为下调表达基因。对Bn SK21和Bn TMP-C与表型数据进行关联分析,发现SNP位点S9_27788376中TT基因型材料表型与S9_27788376中GG基因型材料表型均呈现短角果性状,且S9_27788376中T等位基因型频率与S9_27788376中G等位基因型频率较高,同时在参考基因组中,Bn SK21、Bn TMP-C的SNP位点碱基类型分别为T和G,因此推测Bn SK21和Bn TMP-C的表达水平与角果长度为负相关,且S9_27788376中T等位基因与S9_27788376中G等位基因的变异可能使得角果长度显著增加。
其他文献
最优化理论与方法是一门应用非常广泛的学科,它讨论决策问题的最佳选择之特性,构造寻求最佳解的计算方法,研究这些计算方法的理论性质及实际计算表现。随着信息化和计算机的普及,数值最优化方法得到了迅速的发展,广泛应用于实际生活的众多领域,如国防、工业生产、交通运输、金融、经济计划、工程设计、生产管理等。目前国内外已有很多文章研究解决有界约束半光滑系统,但是其中涉及解决有界约束半光滑欠定方程组的方法却很少。
党和政府必须利用新媒体赋予反腐倡廉教育新的活力,对教育内容、教育手段等方面进行创新,才能让反腐倡廉教育更好地发挥作用,以达到教育的目的。本文立足于新媒体环境,依据思想政治教育学和传播学的原理,探讨了利用新媒体开展反腐倡廉教育的现实基础,归纳了新媒体环境下反腐倡廉教育面临的机遇、挑战,提出了利用新媒体提升教育主体的教育能力、提升新媒体用户的网络素养、净化反腐倡廉教育的新媒体环境、打造反腐倡廉教育全媒
欲知大道,必先为史。作为“十三五”国家重点出版物出版规划项目、国家出版基金资助项目的大型经典文献,《中国反腐倡廉发展史》近日由中央党校出版社出版。《中国反腐倡廉发展史》全书共3卷、150万字、3000幅插图,甫一面世,便广受关注,入选中宣部学习强国平台重点推荐书目。反腐,为我们敲响警钟《中国反腐倡廉发展史》一书在客观回顾中国古代反腐历史的同时,着重以史为鉴,
期刊
本文共分为五个章节,首先在第一章中介绍细胞神经网络的产生、发展、现状与2n维概周期解以及本文要解决的问题。在本文中,首先关于可变系数分布时滞神经网络的2n维概周期解存在问题进行讨论.通过一些新的假设(分成2N个紧凸子集不变的BAM盆),然后证明2N维概周期解的存在性.其次在本文的第三章中我们对带有时滞和未知参数的模糊细胞神经网络的同步问题进行了讨论.应用李亚普诺夫泛函定理以及线形矩阵不等式的技巧来
延迟微分代数系统(DDAEs)是具有时滞影响和代数约束的微分系统,为计算机辅助设计、化学反应模拟、线路分析、最优控制、实时仿真以及管理系统等科学与工程应用问题提供了有效的数学模型。中立型多延迟微分代数系统(NMDDAEs)是一种结构较复杂的DDAEs,因为未知函数不仅含有多个延迟项,而且未知函数的导数也含有多个延迟项。然而,由于延迟微分代数方程的复杂性,只有极少数延迟微分代数方程能获得其理论解的精
随着我国经济的飞速发展,人们对环境的要求也越来越高。铸造业对于绿色无污染的粘结剂的需求也是相当迫切,开发新型绿色环保型粘结剂对铸造生产有着巨大的意义。动物胶是一种无毒无害、可生物降解的大分子动物蛋白,因为动物胶的水溶液在常温下具有一定的粘结作用有望用作铸造粘结剂。但是普通的动物胶水溶液在常温下具有易凝胶、耐湿性差等缺陷导致其难以作为型砂粘结剂来使用,因此需要对动物胶水溶液进行处理使得在常温下可应用
微孢子虫是一类专性胞内寄生的机会性病原,能感染几乎所有的无脊椎动物和脊椎动物,包括人类,被美国CDC列为B类优先病原。海伦脑炎微孢子虫(Encephalitozoon hellem)是感染人的主要微孢子虫之一,是人类健康的潜在威胁,但其侵染致病的机理尚不清楚。分泌蛋白是病原的重要毒力因子,在侵染致病过程中发挥着重要作用。本课题组前期对海伦脑炎微孢子虫的分泌蛋白进行了分析,在其中筛选到了一个被分泌定
本文研究了Banach空间中非线性算子的不动点的迭代逼近问题.它一直是非线性逼近理论中所研究的最重要的问题之一.多年以来,有许多作者用Mann和Ishikawa迭代法去逼近非线性算子的不动点.本文一方面继续讨论了Banach空间中非扩张非自映象、渐近伪压缩映象不动点的迭代逼近.另一方面,我们继续研究了一致L-Lipschitz映象对公共不动点的迭代逼近问题.所得结果推广、改进与发展了许多作者的相应
胃癌是一个全球性的患者多发的癌症之一,其发病率居癌症中的第五位,死亡率居第三位,且在东亚地区发病率最高。胃癌具有高频体细胞拷贝数变异(somatic copy number variation,SCNV)和高度基因组不稳定性(genomic instability,GIS),且原发于空腔脏器,易发生腹膜转移,导致难以通过现有影像学评价标准准确评估药物治疗的疗效,亟待探索更有效的疗效评估手段。虽说近