薏苡属基因组重复序列分析

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1、分类号：单位代码：密级学号：阁，嚐大寺博士学位论文薏苡属基因组重复序列分析研生蔡泽熙指导教师金危危教授申请学位门类级别农学博士专业名称作物遗传育种研究方向功能基因组学所在学院农学与生物技术学院二零一五年五月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，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宄成果，也不包含为获得中国农业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己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究

2、生签名：食时间年七月关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，卩：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）研究生签名：时间：年：月时间：年：月日导师签名：飞、摘要薏苡属是玉蜀黍族中一个起源于亚洲的种属，研究表明它是摩擦禾属之后距离玉米最近的一个属。薏苡属中存在个物种，并且包含多种倍性材料，例如二倍体（、四倍体（

3、和六倍体（等。但迄今为止，对于薏苡属的基因组研宄非常有限。本研宄利用第二代测序技术对北京薏苡，和水生薏孩进行了基因组低覆盖度随机测序，利用这些测序数据进行了两物种的重复序列分析、基因组结构分析、核型分析和倍性分析，并且结合玉米属与高粱属已有的测序数据分析了三个属的进化关系，研宄的主要结果如下：利用流式细胞仪对北京薏苡和水生薏苡的基因组大小进行估算，北京薏苡基因组大小约为水生薏苡基因组大小约为对北京薏苡和水生薏苡进行了基因组测序，分别得到了和的测序数据，并通过基于图形聚类的方法进行重复序列分并进行注释。结果显示北京薏苡基因组约序

4、列为重复序列，水生薏苡基因组约序列为重复序列。其中，含量最大的重复序列类型是还原转座子，这类重复序列在北京薏苡中占的基因组，在水生薏苡中占。基因组重复序列比较分析结果表明，北京薏苡和水生薏苡基因组中共享了大部分的还原转座子且它们正在经历着删除或者积累；同时，薏苡属中的串联重复序列（也正在快速变化。利用分析得到的串联重复序列，我们进行了北京薏苡和水生薏苡体细胞中期染色体核型分析。结果显示北京薏苡可能是二倍体而水生薏苡可能是三倍体。为了验证上述推论，我们观察了水生薏苡的花粉育性，花粉育性检测和减数分裂中期的染色体配对试验验证了上述

5、推论。从核型分析中可以得知水生薏苡中条和北京薏苡亲缘关系较远的染色体上只有微弱的信号，所以我们对水生薏孩进行了分析。结果显示这条染色体着丝粒上并没有存在新的重复序列，但是发现了一个的变体，它只含有序列中的片段。的结果显示了水生薏苡这条染色体上可能存在两种，因此我们推论这条染色体上信号很微弱是因为含量较少。为了探讨玉米属、高粱属和薏苡属之间的进化关系，本研宄还从下载了玉米自交系、繁茂玉米和高粱自交系的双末端测序数据，并将这三套数据和北京薏苡与水生薏苡的数据整合后进行了基因组重复序列比较分析，结果显示这三个属之间薏苡属和高粱属进化

6、关系最近，薏苡属和玉米属次之，玉米属和高粱属亲缘关系最远。用玉米和高粱的重复序列为参考进行薏该属和的聚类分析，结果都支持这个推断。关键词：薏苡，第二代测序技术，重复序列，核型分析，倍性，进化AbstractCoix,anorientalgenusofthetribeMaydea,istheclosestgrouptothegenusZeaafterTripsacum.Thisgenuscontainsninetoelevenspeciesatdiferentploidylevels,suchasdiploids(2n=10)，

7、supportthisconclusion.Keyword:Coix,nextgenerationsequencing,repeatelement,karyotype,polyploidy,evolutionIII目录艘图表说明数職第一章文献综述薏苡属的研究进展薏苡属的种质及分类学薏苡的医药应用研宂薏苡属的基因组研究薏苡属的细胞遗传学研宄薏苡属的组织培养研宄生物信息学研究进展第二代测序技术流程第二代测序技术的应用基因组内的重复序列卫星重复序列及其作用转座元件（，及其作用植物多倍化多倍化的发生多倍化的后果本课题研究意义第二章材料

8、和方法技术路线旅北京薏苡及水生薏苡基因组大小估算基因组提取测序数据获得北京薏苡及水生薏苡基因组结构分析，基因组结构比较分析及近缘种之间基因组结构比较分子克隆与测序2.3.6焚光原位杂交免疫染色染色质免疫沉淀测序及数据分析花粉育性观察第三章结果与分析北京薏苡及水生薏苡的基因组大