拟南芥DNaseI超敏感位点及野生大麦适应性进化研究.pdf

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1、论文题目拟南芥DNaseI超敏感位点及野生大麦适应性进化研究学科专业生物医学工程学号200911090112作者姓名张韬指导教师杨足君教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文拟南芥DNaseI超敏感位点及野生大麦适应性进化研究（题名和副题名）张韬（作者姓名）指导教师杨足君教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业生物医学工程提交论文日期2013.10论文答辩日期2013.12.02学位授予单位和日期电子科技大学2013年12月24日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类

2、号。万方数据RESEARCHOFDNASEIHYPERSENSITIVESITESANDADAPTIVEEVOLUTIONOFBARLEYADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:BiomedicalEngineeringAuthor:TaoZhangAdvisor:Prof.ZujunYangSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology万方数据独创性声明

3、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文

4、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要真核生物的基因表达与调控是一系列顺式作用元件(cis-regulatormodules)与反式作用因子(trans-actingfactor)相互作用的结果。顺式作用元件本身不编码蛋白，只是基因组中一些特定的区域，它们需与反式作用因子结合才能发挥其生理作用。目前已知，顺式作用元件往往与染色质的结构密切相关，能与反式作用因子结合发挥生物学功

5、能的顺式作用元件，通常存在于DNaseI超敏感位点(DNaseIhypersensitivesite，DHs)的内部或周围。随着越来越多的植物基因组测序的进展，大规模高通量鉴定植物基因组的顺式作用元件的方法受到了广泛关注，尤其是通过鉴定脱氧核糖核酸酶I超敏感位点的方法可以有效确定顺式作用元件的富集区域，并可以对功能基因组学研究提供海量数据支持。本文通过构建拟南芥DNaseI和mRNA高通量测序文库，并使用高通量测序技术鉴定和分析了拟南芥基因组脱氧核糖核酸酶I超敏感位点。经过DHs与基因表达等数据进行关联分析后发现D

6、Hs位于核小体缺乏区域；DHs与基因的表达量密切相关；基因组去甲基化能导致染色质结构发生变化后生成新的DHs。与此同时，本文亦结合已知转录因子大规模的ChIP数据，确认了DHs为转录因子的结合位点，并利用现有的顺式作用元件基序对拟南芥花与叶片进行了全基因组顺式作用元件DNase足迹的鉴定。本文首次在植物领域内使用DNaseI降解文库测序技术进行全基因组顺式作用元件DNase足迹的鉴定，为植物基因表达调控网络研究提供了新方法、新思路。高等植物中广泛存在脱水素多基因家族（Dehydrins，Dhn），其主要功能是在植物

7、细胞缺水或受到温度变化时保护植物细胞。该家族基因编码的蛋白与植物的抗逆生理过程，如干旱、盐碱、低温等。同时，植物热激蛋白（HeatShockProtein，HSP）在植物对适应外界胁迫中起了非常重要的作用。本文利用以色列微进化峡谷野生大麦为材料对Dhn1基因启动子、Dhn6基因以及Hsp17基因进行了分子多态性与环境适应性进化研究。发现Dhn1基因启动子、Dhn6基因表现为适应性进化，其突变与环境变化密切相关；而Hsp17基因家族中的两个成员Hsp17a与Hsp17b进化速率不同，并且Hsp17a相对与Hsp17b

8、而言，Hsp17a更容易受到环境的影响而发生突变。根据对Dhn1基因启动子、Dhn6基因以及Hsp17基因的分子多态性与环境适应性进化研究结果，发现环境因素或胁迫是物种进化的一个主要动力。关键词：顺式作用元件、DHs、DNaseI足迹法、适应性进化、Dhn1、Dhn6，Hsp17I万方数据ABSTRACTABSTRACTEukaryotes‟sgeneexp