一、我国林木遗传改良进展综述(论文文献综述)
范睿深[1](2021)在《山桐子油脂合成相关基因的克隆及功能分析》文中研究说明山桐子是十分重要的木本油料植物,其果实含油率高,亚油酸含量在60%以上具有“树上油库”的美称,在食品、保健品、医药、化工等方面拥有多种用途,具有很高的开发利用价值。选育优良品种,是开发利用山桐子的前提,然而由于缺乏山桐子果实油脂合成相关基因的理论研究及完善的遗传转化体系,严重制约了山桐子这一优良油料树种的良种选育。深入了解山桐子油脂合成相关基因的分子调控机理和功能,对山桐子果实资源的开发具有重要的意义,建立山桐子遗传转化体系有利于利用分子育种技术对山桐子进行遗传改良,还能为其他油料植物基因功能的研究提供借鉴。本研究以山桐子果实为试验材料,分析了不同发育时期山桐子果实的油脂含量及脂肪酸组分的动态变化,对山桐子油脂合成相关基因进行挖掘。在此基础上对油脂合成有关基因成功进行了克隆,从中选出与亚油酸合成有关的基因,通过表达分析验证其基因功能。为了进一步对山桐子进行遗传改良,以叶片为外植体,建立了山桐子遗传转化受体系统,取得以下结果:(1)揭示了山桐子果实不同发育时期油脂含量及脂肪酸组分的动态变化规律。在山桐子果实发育过程中,含油率逐渐增加呈“S”型增长模式,在80~90 DAP(days after pollination)有一个间歇期,在此时期果实颜色发生变化;亚油酸含量在脂肪酸组分中的比例逐渐减小,但其最终值仍在64%以上,在70 DAP和130 DAP时期,果实中的油脂含量,主要脂肪酸组分均差异显着。(2)通过转录组测序发掘油脂合成相关基因。从转录组中发掘出了33个与山桐子油脂合成有关的基因,其中有18个基因在70 DAP和130 DAP的表达量差异显着。其中,Ip ACCase、Ip KAS I、Ip KAS II、Ip SAD、Ip FAD2和Ip FAD3等6个基因是山桐子脂肪酸合成的关键基因;Ip GPAT和Ip DGAT2等2个基因是山桐子TAG合成的关键基因。(3)克隆获得了Ip SAD、Ip FAD2、Ip FAD3、Ip GPAT和Ip DGAT2等5个山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的全长序列。系统进化树结果显示,它们与毛果杨和胡杨的亲缘关系较近。预测蛋白的生物信息学分析推测,这5个功能基因在山桐子油酸、亚油酸及油脂合成过程中发挥着关键作用。(4)对亚油酸合成关键基因Ip FAD2和Ip DGAT2的功能进行了验证。原核表达载体的重组质粒在IPTG的诱导下可以正常表达出与预测蛋白大小基本一致且具有生物活性的蛋白;转化拟南芥表明,转Ip FAD2和转Ip DGAT2分别可以使拟南芥种子的亚油酸和油脂含量增加13.50~29.86%和27.70~39.09%;Ip FAD2和Ip DGAT2的表达量决定了山桐子果实中亚油酸含量及油脂含量。(5)建立了山桐子叶片愈伤组织遗传转化受体系统。愈伤组织诱导最适培养基:MS+蔗糖30 g/L+6-BA 1.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L+琼脂6 g/L(p H=5.8),诱导率为36.67%;愈伤组织继代最适培养基:MS+蔗糖30 g/L+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5mg/L+琼脂6 g/L(p H=5.8),愈伤组织增值系数为4.46;不定芽诱导最适培养基:MS+蔗糖30 g/L+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+琼脂6 g/L(p H=5.8),不定芽诱导率为22.22%;不定芽复壮最适培养基:MS+蔗糖30 g/L+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+TDZ 0.08 mg/L+琼脂6 g/L(p H=5.8),增值系数为4.45。抗生素敏感性试验表明,Cef对愈伤组织致死的最大浓度为200 mg/L,Kan对愈伤组织致死的最小浓度为50 mg/L。
梁德洋[2](2021)在《红松种子园亲本无性系及其子代变异选择研究》文中进行了进一步梳理红松亲本无性系及其半同胞子代家系的评价选择是种子园改建和升级的重要依据。本研究以吉林省龙井市开山屯红松国家级良种基地的50个红松亲本无性系及其半同胞子代家系为材料,对亲本生长性状、木材性状、种实性状、光合性状、针叶元素含量、激素含量变化及子代生长性状进行测定分析,利用多性状综合评价,聚类分析、通径分析等方法评价选择优良亲本无性系及子代家系,并利用SSR分子标记分析50个红松无性系的亲缘关系并构建指纹图谱,为红松良种选育与种子园升级换代提供理论依据和优良材料。研究结果如下:(1)为选育树高、胸径和材积等生长性状优良的红松材料,本研究以50个红松亲本无性系为实验材料,对其树高、地径、胸径和材积等16个生长性状进行测定分析。结果表明:不同生长性状在各无性系间差异显着,各性状表型变异系数范围为4.37%~48.03%,重复力范围为0.013~0.900。树高、胸径、3 m径、5 m径和材积间存在显着正相关,且遗传相关性水平与表型相关性水平相似。以4个生长性状(树高、胸径、材积和冠幅)为综合评价指标,以10%的入选率选出综合得分在前5的无性系(PK11、PK19、PK04、PK14、PK28)为优良无性系。选出的优良无性系的4个生长性状分别高出总体平均值10.46%、15.88%、39.90%和6.72%,遗传增益分别为8.58%、13.02%、32.72%和3.83%;此研究结果为红松育种方案的改进提供重要信息,为红松良种选育提供优良材料。(2)为选育木材性状优良的红松资源,本研究对50个红松无性系的生长性状(树高、胸径、材积)和木材性状(基本密度、木质素含量、半纤维素含量、纤维素含量、棕纤维素含量、碳含量、纤维长度、纤维宽度)进行测定并分析。方差分析结果表明:除木质素含量外(P=0.114),无性系间各性状差异均达到极显着水平(P<0.01);各指标表型变异系数变化范围为5.09%~24.04%;除木质素含量(0.27)外,各指标重复力变化范围为0.58~0.88,属于高重复力;相关性分析结果表明,树高、胸径和材积间均呈极显着正相关(r>0.787),木材性状间木质素、纤维素、半纤维素和综纤维素含量之间呈显着相关,纤维长度和纤维宽度间呈极显着正相关(r=0.549),其余性状相关未达显着水平。利用综合评价法对50个无性系进行评价,以生长性状为评价指标,以10%的入选率对50个无性系进行评价选择,无性系PK11、PK19、PK04、PK14和PK01入选,入选无性系的树高、胸径和材积分别高出总体平均值10.87%、12.50%和28.57%;以木材性状为评价标准,以10%的入选率对50个无性系进行评价选择,无性系PK20、PK34、PK27、PK03和PK02入选,入选无性系各木材性状高出总体平均值4.15%~21.27%;以生长和木材联合选择,无性系PK20、PK19、PK29、PK27和PK49等5个无性系入选,入选无性系各性状高出总体平均值1.38%~18.02%。该研究为红松优良无性系评价和种子园的改建提供理论依据和优良材料。(3)为选取种子产量高、营养含量丰富的优良红松无性系,本研究测定了 50个红松无性系的种实性状与营养含量。结果显示,除含水率外,各无性系间其余性状均有极显着差异;变异参数分析结果可知,除种子长度、种子宽度、种子长宽比、种仁长度和出仁率外,其余性状的表型变异系数均高于10%;除含水率外,其余性状的重复力均大于0.8,属于高重复力;种子宽度与种子重量、种仁长、种仁宽、种仁重、千粒重间均存在极显着正相关关系,碳水化合物含量与油脂含量、蛋白质含量、多糖含量均呈显着负相关关系;由通径分析结总影响可知,蛋白质含量、千粒重和含水率对油脂含量均具有正影响,其中蛋白质含量的正影响最大;种仁长度对千粒重具有负影响,种仁宽度、单粒种子重和单果种子重量对千粒重均具有正影响,其中单粒种子重的影响最大。按照10%的入选率,在种子表型性状方面,无性系PK04、PK49、PK08、PK32和PK03等5个无性系入选为优良无性系,入选无性系的单果种子重、单粒种子重、种仁长度、种仁宽度和千粒重分别高出总体平均值29.26%、25.42%、5.36%、9.23%和27.05%;种子营养含量方面,无性系PK33、PK16、PK47、PK26和PK39等5个无性系入选为优良无性系,入选无性系的千粒重、油脂、蛋白质、含水量和灰分分别高出总体平均值7.75%、11.40%、31.56%、5.29%和-38.35%;联合选择时,无性系PK23、PK49、PK29、PK31和PK10等5个无性系入选为优良无性系,入选无性系各性状分别高出总体平均值-35.64%~24.05%;各评价方法遗传增益范围分别为5.30%~27.02%、-38.32%~30.92%和-35.61%~23.56%。(4)为了解红松光合特性的遗传变异规律,本研究利用Lico-6400光合测定系统,对50个红松无性系进行了光合指标的测定。光合指标日变化测定分析结果表明:净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈现典型双峰曲线,胞间CO2浓度(Ci)日变化曲线呈“V”字型曲线。对3个红松无性系的光响应和二氧化碳响应曲线测定结果表明,各曲线均呈“S”型,并且符合二次曲线模型。在饱和光强下,3个无性系的最大 Pn 变化范围为:P27(15.00 μmol·m-2·s-1)~PK15(15.99 μ mol·m-2·s-1)。饱和光强和饱和环境二氧化碳条件下(Ca),3个无性系最大Pn变化范围为25.08 μmol·m-2·s-1~27.35 μ mol·m-2·s-1,。对50个红松无性系瞬时光合指标测定结果表明,50个无性系间Pn、Gs、Ci和Tr间均达极显着差异水平(P<0.01),各光合指标变异系数范围为9.04%~38.25%,重复力范围为0.57~0.94,属于高重复力。相关性分析结果表明红松无性系光合指标间、光合指标与环境因子间均呈现极显着相关水平。该研究为红松遗传改良提供理论依据。(5)为了解红松针叶微量元素含量的变异规律,本研究对50个红松亲本无性系针叶中的铜、锌、钙、镁、锰和钾等微量元素含量进行测定分析,方差分析结果表明,各性状在不同无性系间差异均达极显着水平。各性状表型变异系数变化范围为17.91%(K)~64.69%(Cu),其中Mn、Cu和Ca元素表型变异系数较大,均超过35%。此外,各性状重复力较高,均超过0.95,属高重复力。相关性分析结果表明,净光合速率与Mg和Mn元素含量呈显着正相关,Zn元素含量与树高、胸径和材积呈显着负相关。根据聚类分析选出各元素含量较高的无性系9个(PK02、PK48、PK43、PK45、PK13、PK32、PK41、PK46和PK47),这9个无性系在各元素含量的分别均值高出整体平均值 10.90%(镁)、7.65%(锰)、12.42%(锌)、7.03%(钾)和 59.58%(钙)。本研究可选出对微量元素利用率高的红松优良材料。(6)为探究不同部位、不同形态芽的激素含量随时间的变化规律,本研究利用50个红松亲本无性系为材料,进行不同部位叶芽激素含量测定。方差分析结果表明,各激素在不同时间之间存在显着差异,激素GA3和GA7在不同芽之间达到显着差异水平。各激素在不同时间、不同部位之间以及时间与部位的交互作用均存在显着差异。根据激素含量在不同部位、不同形态芽中的变化规律,发现GA3、GA4、GA7的含量在红松不同发育阶段占据主要位置,且变化规律相似。无性系PK08、PK29、PK04、PK03和PK41入选为优良无性系。入选优良无性系的GA3、GA4和GA7含量分别高出平均值23.94%、54.26%和 17.26%;遗传增益分别为 22.98%、51.00%和 24.53%。该研究为果用红松良种选育辅助选择提供技术支撑。(7)为选育生长快的优良红松子代家系与优良亲本,本研究测定了红松子代家系的生长性状、成活率和存活率,除4年地径外,其余性状在各变异来源间均存在极显着差异,除成活率外,其余性状表型变异系数均大于10.00%,各性状遗传力均高于0.30,属于中高等遗传力,高变异、高遗传力有利于家系的评价选择。通过一般配合力选出5个优良亲本无性系PK38、PK21、PK26、PK20和PK49。通过多性状综合评价选出5个优良子代家系PK29、PK38、PK21、PK37和PK48。本研究可为红松种子园的改良和升级换代提供优良材料和理论基础。(8)为申报红松良种提供分子基础,本研究对50个红松无性系进行指纹图谱构建与亲缘关系分析,研究结果表明,16对引物可以清晰的将50个无性系分开,构建了 50个红松无性系的特异性指纹图谱,并构建各无性系指纹图谱的二维码。聚类分析表明,50个红松无性系被分为3类,同一类别内的无性系亲缘关系较近,无性系PK01、PK05、PK07、PK12、PK13、PK14和PK15等19个无性系的亲缘关系较近,无性系PK02、PK06、PK20、PK27、PK32、PK33 和 PK45 的亲缘关系较近,无性系 PK03、PK04、PK08、PK09、PK10和PK11等24个无性系的亲缘关系较近。该研究获得的指纹图谱二维码对红松种质创新、品种选育、品种鉴定及红松种子市场高效监管均有积极的作用。
谢晋豪[3](2020)在《广西融安西山林场杉木高世代种子园子代测定及优良家系选择》文中认为杉木是广西重要的乡土速生人工林用材树种,广泛栽植于广西北部、西北部及东北部等地区。为了实现杉木人工林速生、优质、丰产的培育目标,相关科研工作者已对广西杉木遗传改良进行了相应研究,并取得了阶段性的成果。目前,福建省、湖南省等省份的杉木育种工作已进入第3代种子园的研究阶段,然而广西主要仍处于第2代种子园的研究阶段,充分挖掘广西杉木第2代种子园生产良种的潜力或从省外引入优良种质资源是提高广西杉木人工林良种化水平和促进广西杉木遗传改良工作的有效途径。本研究将以广西融安县西山林场杉木第2代种子园半同胞家系和引自福建的第3代种子园半同胞家系的子代试验林为研究对象,分别对其2、3、4、5年生时的生长情况进行统计分析,评选增益显着的优良家系和优良单株,以期为广西杉木高效培育、高世代育种和遗传改良提供参考。研究结果表明:1.杉木第2代种子园子代测定试验林2~5年生时的保存率在64.29%~100%之间,其中72.41%的家系保存率高于对照均值;大部分家系间树高、材积的差异均达到显着或极显着水平;树高、胸径和材积的变异系数分别为11.58%~17.35%、13.59%~35.26%和39.48%~52.14%,家系遗传力分别为0.230~0.584、0.110~0.505和0.420~0.451。树高、胸径、材积的遗传增益大于对照平均值的家系数目分别占55.17%~79.31%、51.72%~82.76%和72.41%~75.86%。综合增益大于对照平均值15%的4个家系(柳234、清明山9、柳228、子柳224)在第5年时的平均树高、胸径、材积分别为5.79m、9.02 cm和0.02229 m3,平均遗传增益分别为8.09%、6.83%和29.94%;综合增益大于对照均值50%的23株优良单株5年生时的平均树高、胸径和材积分别为6.7 m、13.2 cm和0.04796 m3。2.福建引入的杉木第3代种子园半同胞子代在西山林场营造的试验林2~5年生时的保存率在68.57%~100%之间,其中71.43%的家系保存率较对照均值高;树高、胸径、材积在各家系间的差异大部分达到显着或极显着水平。树高、胸径和材积的变异系数分别为13.64%~19.13%、18.11%~33.70%和43.56%~73.21%,家系遗传力分别为0.197~0.589、0.247~0.493和0.336~0.567。树高、胸径和材积的遗传增益大于对照平均值的家系总数分别占57.14%~73.02%、58.73%~77.78%和55.56%~76.19%。综合增益大于对照平均值15%的10个家系(16、21、28、42、45、48、64、68、81和85)在第5年时平均树高、胸径、材积分别为5.74 m、8.77 cm、0.02109 m3,平均遗传增益分别为8.17%、8.62%和28.99%;综合增益大于对照平均值60%的27株优良单株在第5年时的树高、胸径和材积的平均值分别为7.98 m、12.68 cm和0.05455 m3。3.造林后2~5年生间,第3代半同胞家系子代试验林的平均保存率(87.98%~91.11%)略高于第2代试验林(84.62%~91.00%);第3代试验林各生长性状的变异系数比第2代试验林大;两种试验林的胸径、材积累积生长量和年均生长量均随着林龄的增长稳步增加,第2代半同胞家系子代试验林的树高、胸径、材积的累积生长量和年均生长量均比第3代试验林高;第3代试验林的胸径和材积的家系遗传力和家系遗传增益总体上均比第2代试验林高。综上所述,广西杉木第2代种子园半同胞子代与福建杉木第3代种子园半同胞子代在西山林场的早期生长表现都比较好,参试家系遗传变异丰富,主要生长性状均受到中等或中等偏下的遗传控制,筛选出的优良家系和优良单株在第5年时表现优异,遗传增益明显,都可以作为广西杉木高世代育种和第3代种子园的营建材料进行推广。此外,在广西今后的杉木育种工作中,可以优先考虑使用广西本土种子园的种质资源,还可以适当引进其他地方的优良种源,来补充广西杉木育种群体,同时也能增加广西杉木育种的遗传多样性。
董明亮[4](2020)在《华北落叶松高密度遗传连锁图谱构建及重要性状QTL分析》文中进行了进一步梳理华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)是我国华北地区重要的造林树种,兼具经济和生态价值。华北落叶松的育种目标是培育出生长快、材性好、抗性强的新品种。但由于其生长周期较长、遗传背景复杂、多数经济性状为数量性状,依靠传统育种方法进行新品种选育,通常效率很低。利用DNA分子标记进行遗传连锁图谱构建和QTL定位,并在此基础上开展分子标记辅助选择,可以缩短育种周期,提高育种效率。然而,由于华北落叶松缺乏基因组数据和高质量分子标记,到目前为止,尚未有关于该树种的遗传图谱构建和QTL定位的报道。本研究利用华北落叶松转录组测序数据开发多态性EST-SSR标记,并通过开展群体遗传多样性分析来验证这些标记的实用性;利用部分新开发标记对华北落叶松F1作图群体进行杂种鉴定后,采用SLAF-seq技术进行大规模SNP标记开发并构建首张华北落叶松高密度遗传图谱;利用连续两年的表型测定数据,对8个生长和针叶性状进行QTL分析。以上研究对增加华北落叶松高质量分子标记数量,解析重要数量性状遗传结构,促进分子水平上的遗传改良具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下:(1)基于转录组测序开发了一批落叶松属内通用的多态性EST-SSR标记。利用1300条Unigene序列成功设计SSR引物1065对,从中随机抽取的240对引物经筛选后获得多态性引物52对,再选取扩增最理想的20对多态性引物对66个华北落叶松无性系进行基因分型,共检测到77个等位位点,每个标记位点的等位基因数为2~7。此外,所有的20对引物在落叶松属其他3个物种中均能扩增出清晰而稳定的条带,有效扩增率高达100%。(2)利用新开发的EST-SSR标记分析了华北落叶松种子园66个无性系的遗传多样性。20个位点的平均等位基因数为3.85,平均多态信息含量为0.424,显示了该种子园具有中等水平的遗传多样性。66个无性系之间的遗传距离为0.012~0.585,平均值为0.317,相对较宽的遗传距离变化范围表明了66个无性系具有多样化的遗传背景。聚类分析和主坐标分析可以将66个无性系划分为3个类群,但由于这些无性系的信息资料不完整和记录混乱,无法确定分群结果是否与无性系的地理来源相关。(3)通过华北落叶松2个优良无性系的杂交试验构建了由145个子代单株组成的F1作图群体,杂种真实性鉴定后利用SLAF-seq技术在全基因组范围内大规模挖掘了SNP标记。SLAF-seq共产生1501.22 M双末端reads,大约300.20 Gb的原始数据。序列比对和聚类后,共获得6,323,943个SLAF位点。以每个SLAF位点上拷贝数最高的序列为参考序列进行SNP标记挖掘,在检测到324,352个SNP标记中,有122,785个呈现多态性,多态性比率为37.86%。最终获得6931个在亲本中平均测序深度大于10-fold、在F1群体中完整度高于75%、且符合孟德尔分离比率的有效SNP标记。(4)构建了首张华北落叶松高密度遗传连锁图谱。该图谱上的6099个SNP标记分属于12个连锁群,连锁群数目与落叶松及松科的其他大多数树种的单倍体染色体数目相同。图谱总长度为2415.58 c M,覆盖了华北落叶松基因组总长度的99.6%,标记间平均遗传距离为0.40 c M。最终上图的SNP标记在亲本和子代中的平均测序深度分别为65.84-和17.73-fold,在F1群体中的平均完整度高于99%。(5)根据遗传图谱信息,利用复合区间作图法对连续两年测定的8个生长和针叶性状进行了QTL定位。当LOD阈值为2.5时,共检测到36个QTLs,其中控制针叶面积的QTL有7个,控制苗高、地径和针叶宽的QTL各有5个,控制针叶长和针叶厚的QTL各有4个,控制针叶长宽比和气孔线数的QTL各有3个。这些QTLs分布在除LG7和LG10之外的10个连锁群上,每个QTL可以解释表型变异的4.2%~18.2%。两个测试年份共检测到6个QTL聚集区域,其中位于LG8连锁群上136.365~161.717 c M区域和LG9连锁群上43.453~65.422 c M区域包含较多数目控制不同性状的QTLs,且每个QTL对表型变异的贡献率均较高,将是后续研究重点关注区域。本研究基于转录组测序和SLAF-seq技术,在全基因组水平上大批量开发了高质量SSR和SNP分子标记,构建了华北落叶松第一张高密度遗传连锁图谱,并首次开展了华北落叶松生长和针叶性状的QTL分析,获得了一些控制重要表型性状的QTLs,为加速华北落叶松的遗传改良提供有力的分子工具和信息支持。
轩安然[5](2020)在《毛白杨细胞分裂素转录调控通路基因的鉴定及其遗传效应解析》文中指出森林作为地球上最大的陆地生态系统,在调节气候变化与维持生态平衡中发挥了不可替代的作用。随着人类社会经济的迅速发展,对木材产量与质量的需求也在不断增加,现代林木遗传改良工作在林业中的重要性也日益凸显。因此,当前,林木育种的主要目标是利用现代生物技术手段来缩短育种周期、提高木材品质与改良繁殖效率等重要性状。细胞分裂素作为世界上公认的六大植物激素之一,在植物生长与发育过程中发挥着重要且广谱性的调控作用。在林木中,细胞分裂素可以影响树木根和茎的生长、维管形成层的发育及叶片衰老等过程,但其具体的调控机制还未被探索和揭示。因此,探究细胞分裂素代谢的调控机制,揭示其对林木生长和木材品质的遗传调控作用,为分子标记辅助育种提供理论指导。为此,本论文以毛白杨(Populus tomentosa)种质资源群体为材料,利用广泛靶向代谢组LS/MS-MS技术系统分析了植物激素代谢物在群体中的遗传变异规律。利用高通量测序技术和生物信息学手段系统阐明了毛白杨响应细胞分裂素的生理、光合及分子水平变异模式。进一步在毛白杨全基因组中鉴定细胞分裂素通路基因,并利用生物信息学方法预测参与通路调控的转录因子。利用多组学手段构建细胞分裂素代谢通路调控网络,解析细胞分裂素合成代谢通路相关基因响应植物激素的遗传调控作用。最后利用联合遗传学解析候选基因等位变异对毛白杨生长和木材品质的遗传效应,同时揭示了等位特异性表达(Allele-specific expression,ASE)中显性效应的内在机制。主要研究结果与结论如下:1. 以毛白杨种质资源群体中435株个体为材料,利用广泛靶向代谢组方法进行植物激素相关代谢物的群体遗传变异分析。共检测到15种植物激素类代谢物,包括吲哚-3-羧酸、激动素9-核糖苷、反式玉米素N-葡萄糖苷、反式玉米素O-葡萄糖苷、吲哚-3-乙酸、N6-异戊烯腺嘌呤、反式玉米素、顺式玉米素、二氢茉莉酸、1-萘乙酸、水杨酰己糖苷、茉莉酸、水杨酸、赤霉素A3与茉莉酸-异亮氨酸。通过变异系数分析与遗传力估算,表明这些代谢物主要受遗传控制,尤其是细胞分裂素类物质代谢。皮尔森相关性检验显示细胞分裂素与多种代谢物之间存在潜在的互作关系。2. 以一年生毛白杨无性系植株为材料,进行外源细胞分裂素(6-BA)处理试验,测定处理组和对照组的生理指标和光合指标参数。结果显示,当在6-BA处理24 h之内,毛白杨的总蛋白含量、蔗糖磷酸合酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性和丙二醛(Malonaldehyde,MDA)含量均发生显着变化,其中当6-BA处理后6 h时,毛白杨的生理变化最为显着,处理后28天,6-BA可以显着降低毛白杨的Pn、Gs和Tr。结果表明外源细胞分裂素可显着影响毛白杨的生理与光合性状。3. 利用RNA-seq技术检测到响应6-BA差异表达的501个基因。通路富集分析显示响应基因与催化和代谢过程相关。在毛白杨全基因组范围内检测到6,283个lnc RNA,这些lnc RNA表现出比编码蛋白的m RN A长度较短、表达量较低。其中,共发现响应6-BA的262个lnc RNA,靶基因预测发现210个潜在的顺式靶基因和214个潜在的反式靶基因。基因功能注释与通路富集分析显示这些lnc RNA的潜在靶基因可能参与多种代谢水解与氧化还原过程。利用small-RNA测序技术进行24nt siRNA检测,结果表明,在6-BA处理下,24nt siRNAs的多样性和丰度急剧下降。共发现响应6-BA的15,793个24nt siRNA clusters,其绝大部分存在于基因间隔区。在此基础上,利用了RNA-seq进行了等位不平衡位点的鉴定和筛选,共检测到响应6-BA的102,819个位点发生了等位不平衡表达水平变异,并且多存在与基因外显子区。利用高通量甲基化测序技术检测到响应6-BA变化的566个差异甲基化区域(英文全称,DMR)。通过对DMR区域内的基因组元件进行表达水平分析及ASE水平分析,解析了DNA甲基化对基因组元件的转录调控作用。结果发现在6-BA处理下,蛋白编码基因等位差异性表达的程度减小。而lnc RNAs基因在6-BA作用下等位差异性表达调控则趋于不平衡,即等位差异性程度增大。4. 依据公共数据库中已知信息,在毛白杨基因组中鉴定到69个细胞分裂素通路基因及其相关的121个转录因子。构建由细胞分裂素响应基因、细胞分裂素通路基因及其相关转录因子组成的候选基因集。对其在6-BA处理下的表达模式进行检测,结果显示,86.78%的候选基因响应6-BA处理,表明其在细胞分裂素合成、代谢及信号转导中的重要作用。利用毛白杨群体重测序数据,在569个基因内共检测到37,916个常见SNPs(MAF≥0.05,missing≤20%),核苷酸多态性与连锁不平衡水平较低,且在长度为735bp距离内,r2衰退至0.2以下,表明基于候选基因的关联作图是可行的。5. 利用多组学手段在569个候选基因内检测到37,916个变异位点、271个基因的表达量,以及15种植物激素代谢物含量,并进行了代谢组关联分析、eQTL分析和共表达相关性分析,结果共发现调控4种代谢物的954个SNPs,2,634,581个eQTL位点,以及122组代谢物含量与基因表达量显着相关。基于关联分析和eQTL分析共同检测到的SNP位点构建了毛白杨叶片中代谢物-基因表达水平-遗传位点的三维互作关系,其中包含2种代谢物、146个SNPs和10个基因。对调控两种代谢物的主效SNPs进行了深入研究,结果发现Pto WRKY42基因上的主效位点G547_115作为trans-eQTL调控了Pto UGT76C1的表达且影响了反式玉米素氮葡萄糖苷(ZNG)含量,Pto UGT76C1编码蛋白可催化反式玉米素的降解为反式玉米素氮葡萄糖苷,影响了内源细胞分裂素的代谢过程。此外,Pto WRKY49基因上存在主效位点G501_5,可作为trans-eQTL调控突触融合蛋白编码基因Pto SYP121的表达且影响了吲哚-3-羧酸(ICA)含量,该基因在ICA的作用下可促进淀粉水解生成胼胝体,从而抵抗腐殖性病菌的侵染,在植物抗生物胁迫中发挥重要作用。6. 利用联合遗传学策略解析了569个候选基因遗传变异对毛白杨生长与木材品质的遗传效应,共检测定到152个SNPs,与7个生长和木材品质性状(DBH、V、HEC、HC、AC、LC、FW)组成了182对关联(P<2.62E-5)。其中24个SNPs表现出显着的显性效应(d/a>2)。利用ASE分析解析显性效应机制,发现受siRNA_cluster_32657调控的DMR_Chr02_24663250发生半甲基化,介导TCONS_00053467-MIK2同源基因的等位差异性表达,在TCONS_00053467对胸径和材积的显性效应中发挥重要作用。
金雨晴[6](2020)在《侧柏育种群体种质资源遗传分析与管理利用策略》文中提出侧柏(Platycladus orientalis)具有较高的生态与经济利用价值,是我国北部、西北部干旱山地主要的造林树种之一。目前,我国侧柏育种资源的利用仍处于初级阶段,育种资源遗传背景不清,良种效益低。建立高效分子标记技术,评估现有资源遗传关系,对现有良种基地升级改造,是推动侧柏遗传改良、提高良种繁育效率的重要环节。本研究以提高侧柏种质资源管理和改良效率为目标,建立了侧柏的简化基因组测序流程和快速实用的分子标记技术;构建了侧柏第一张高密度遗传图谱;结合表型和分子标记对侧柏良种基地种子园初级育种群体的种质遗传多样性进行了分析,探究育种群体的遗传结构;结合家系间亲缘关系和亲本育种值进行回选,制定了基于分子辅助的种质保育与高阶改良利用策略。本论文取得了以下主要研究结果:(1)建立了侧柏分子标记及高效的简化基因组分析流程。通过对侧柏转录组和近缘物种刺柏的基因组序列分析,筛选出27个多态、稳定的SSR标记位点。建立了侧柏简化基因组分析流程(dd RAD),得到45,959个高质量位点。研究表明dd RAD技术在分子标记开发和基因分型上有巨大潜力,为未来柏科及其他针叶树种基因组水平上的变异研究提供了技术指导。(2)构建了首张侧柏高密度遗传图谱。确定了包含23,926个标记位点的11个连锁群,图谱总长约1,506 c M,标记之间的平均遗传距离为0.2 c M,覆盖度99.8%。同时构建了框架标记遗传图谱,通过比较图谱间的标记排序,发现框架标记图谱与全标记图谱之间具有高度的一致性。借助遗传图谱,揭示了侧柏具有“对称核型”,并鉴定了潜在着丝粒和次缢痕区域。该遗传图谱为侧柏基因组大规模组装提供框架,对柏科基因组比较分析和深入了解种质资源的遗传背景有重要意义。(3)鉴定了侧柏基因组中显着偏分离位点及区域,推断了它们潜在的遗传学意义及功能效应。检测到3,965个偏分离标记,其中37个位点与生殖发育的生物学过程有关。通过构建含偏分离标记的遗传图谱,锚定了10个偏分离热点区域在11个连锁群的分布,并发现偏分离位点会削弱标记间的连锁强度,增大标记间的遗传距离;检测到了两种结构变异(易位和倒位)现象。此项结果对今后深入的基因组结构和功能分析有启示和参考价值。(4)澄清了侧柏良种基地初级种子园亲本群体的遗传多样性、遗传结构及亲缘关系。SSR分子标记分析显示该初级育种群体具有相对高的变异程度,种源间变异占总变异的1.25%,种源内变异能够解释大部分的变异来源。群体结构分析未发现明显的遗传结构和地理类群,这表明地域间有广泛的迁移和基因流动。有165个亲本来源可以利用分子标记进行鉴定。此项研究为侧柏种子园中亲本鉴定、交配系统分析提供了技术途径,对后续侧柏遗传资源管理、种子园升级改造等相关研究有借鉴指导。(5)结合已有的子代测定结果和优良无性系亲缘关系,初步筛选了去劣疏伐种子园的建园亲本材料,提出了侧柏高阶种子园育种体系的可持续改良方案。基于子代和亲本的综合性状表现,对侧柏初级种子园进行了不同疏伐程度的模拟设计,揭示了种子园内的遗传多样性水平受疏伐强度的影响不明显;随着疏伐强度的加大,可以有效的控制近交率,为后续良种生产和高阶育种策略调整提供了依据。本研究对开展侧柏育种资源遗传评价,指导初级种子园升级改造及侧柏高级遗传改良工作提供了技术、材料、理论支持和实践指导。
靳藏馥[7](2020)在《杜仲遗传连锁图谱重构及重要性状QTLs定位》文中认为杜仲(Eucommia ulmoides)是重要的药用和胶用经济树种,具有极高的开发利用价值,其良种培育工作对杜仲产业的发展具有重要影响。传统育种方式所需周期时间长,效率很低;且木本植物生长期长,生物个体大,遗传背景复杂,制约着杜仲遗传改良的研究进程。分子育种学通过分子标记筛选或基因工程等可直接获得增益较大的个体或优良品种和无性系,极大地提高了选择效率和育种精度。本研究以杜仲‘秦仲1号’和‘小叶’杂交F1代群体(152株个体)为材料,利用二代转录组测序技术开发SSR引物,对本实验室原有遗传连锁图谱进行重构,得到杜仲高密度遗传连锁图谱;统计分析F1代群体连续十年生长、物候、次生代谢物含量等重要性状的表型多样性和变异规律,通过多树龄多性状QTLs定位和候选基因搜索,锁定生长发育过程中持续稳定表达的QTLs/基因;构建杜仲分子标记辅助选择体系,并结合表型数据对F1代作图群体152个单株进行优树选择和鉴定,确定早期选择适宜树龄,为在分子水平开展杜仲遗传改良奠定基础,对加快杜仲定向改良和育种进程具有重要指导意义。主要研究结果如下:1. 利用杜仲‘秦仲3号’转录组数据开发了一批SSR标记引物,并且预测了萜类(杜仲胶)生物合成相关候选基因。共开发出1,870对有效SSR引物和351对适用于F1作图群体(‘小叶’ב秦仲1号’)的稳定性高、多态性良好的SSR引物;通过转录组基因功能注释,鉴定出65个萜类生物合成途径候选基因;通过幼叶幼果比较转录组分析,筛选出29个与萜类生物合成相关的差异表达基因。2. 构建了一张高密度杜仲遗传连锁图谱。结合转录组筛选351对和文献查阅14对SSR引物,共应用365对SSR引物对152株F1代个体和2个亲本进行PCR扩增,获得456个多态性标记。其中偏分离标记为22个,占总标记数目的4.80%。利用上述SSR标记在Joinmap 4.0中对原有遗传连锁图谱进行重构,获得高密度杜仲遗传连锁图谱。该图谱共包含869个标记,分布在19个连锁群上,总图距为1,913.29 c M;每个连锁群的标记数目为15~151不等;每个连锁群的图距为59.13 c M~172.21 c M不等;标记间的平均图距为2.20 c M。预估的杜仲基因组长度为2,015.05c M,图谱的覆盖率为94.95%。3. 对杜仲F1杂交子代群体(152株个体)连续五年6a(2015)~10a(2019)的表型性状进行统计分析。所有性状在作图群体中分离明显,表现为连续分布且基本符合正态分布。同一性状不同树龄间相关性分析表明,11个性状(树高、胸径、地径、叶脉数、叶柄长、绿原酸含量、芦丁含量、杜仲胶含量、叶长、叶宽和叶面积)在连续五年间表现出(极)显着的相关性,其余11个性状(冠幅、叶长宽比、单叶重、枝长、枝径、分枝数、分枝角、叶片数、产叶量、萌芽期、展叶期)在超过3个树龄间没有表现出相关性。不同性状之间均表现一定程度的正相关,但分枝角与枝长、枝径、分枝数、叶片数、产叶量之间表现出显着的负相关,叶片中杜仲胶含量与绿原酸含量、芦丁含量之间表现出显着负相关。4. 观察并分析杜仲F1杂交子代群体(152株个体)连续十年1a(2010)~10a(2019)的表型性状的生长规律。各个性状生长量大体表现为随时间(树龄)缓慢增长。杜仲苗期(2a)叶片展开面积较大、颜色较深且叶片肥厚,有助于提高杜仲幼苗的光合作用,为苗期生长储存更多的有机物和能量。杜仲树龄较低时1a(2010)~5a(2014)处于一个相对有利于次生代谢物(绿原酸、芦丁、杜仲胶)积累的生理阶段,而随着植株树龄增加,体内调控生长的代谢途径和产物愈加丰富,对次生代谢物的合成和积累产生影响。萌芽期和展叶期易受外界环境因素(温度)的影响,不同树龄间变异较大。枝长、枝径、叶片数和产叶量在8a(2017)时生长量大幅提升,且8a时杜仲开始挂果,证明植株进入成熟阶段。5. 杜仲重要性状QTLs定位。杜仲F1代群体连续十年22个性状共鉴定出432个Q TLs。检测到QTLs的LO D值范围为3.01~37.52,其中超过全基因组LOD临界值的有155个,占总数的35.9%。Kruskal-Wallis分析表明与性状显着相关的QTLs有204个,占总数的47.2%。每个QTL的表型贡献率为9.0%~85.8%。除分枝数和叶面积外,其余性状在不同树龄间鉴定到的QTLs均包含重叠区间,但没有连续十年检测到相同位置的QTLs。不同性状鉴定的QTLs同样存在重叠区间。多树龄多性状鉴定的重复QTLs推测为影响杜仲生长发育的关键因子。6. QTL区间候选基因预测。参考转录组测序结果,得到43条位于QTLs区间内的序列,其中19条位于QTL区间LOD值峰值处,推测参与目标性状生长调控的潜力较大。通过BLASTX比对和基因注释,共有28条序列(候选基因)得到27条注释信息,其余15条序列功能尚不清楚。候选基因功能注释分为五类:细胞结构组分(3)、细胞内功能(8)、植物组织形成(4)、信号转导和防御反应(8)和代谢相关(4)。有2条序列注释为萜类生物合成相关基因。7. 分子标记辅助选择育种。筛选出4个检测效率高的分子标记(EQ457-200a、em1me6-170、UBC886-2200和em4me7-550),可用于杜仲分子标记辅助选择。结合分子标记辅助选择和表型数据,最终决选出高胶型、高药型、高经济型、高生长型和综合型优良单株分别有12、7、9、9和5株。综合分析得出杜仲早期性状选择的适宜树龄为5a。
康向阳[8](2020)在《林木遗传育种研究进展》文中认为林木遗传育种是研究森林遗传和林木良种选育理论与技术的科学。其因林木地理变异规律研究而萌芽,伴随着遗传学基本理论体系形成完成奠基,在不断推动遗传改良以满足人工林高效培育的良种急需中实现林木遗传育种现代理论和技术体系构建,并在进入21世纪之后开启了分子设计育种的深入发展阶段。经过近两个世纪的创新发展,林木遗传育种形成了一个适合树木生物学特点、遗传基础研究与育种创新应用紧密结合并协同发展的学科体系。其中,基于轮回选择不断推进以选择、交配、遗传测定为核心的育种循环,完成更高轮次的基本群体、育种群体、选择群体和生产群体建设,是可持续遗传改良的根本所在。在此基础上,或通过远缘杂交选育杂种优势突出的林木品种;或基于有性多倍体化开展多倍体育种,综合利用杂种优势和倍性优势,实现林木多目标性状改良;或采用转基因和基因编辑等分子育种技术,进一步改良已有林木品种或优异种质等。而林木良种生产仍然依赖传统的种子园制种和无性系制种,其中体胚发生技术实用化将是进一步实现种子繁殖树种遗传改良水平提升的有效途径。推动林木育种理论和技术创新,提高育种效率和效果,选育产量更高、品质更优、抗逆性更强、适应性更广的林木良种并应用于生产,保证用更少的人工林面积生产更多的木材及林产品,以减少对天然林的依赖,林木遗传育种在未来将发挥更大的作用。
郭琪[9](2019)在《刺槐种质资源的遗传多样性评价及核心种质构建》文中研究指明刺槐属豆科落叶乔木,有重要的饲用和生态价值。本研究从我国多个地区收集了大量的刺槐种质,分别从表型、生理和分子水平对其变异情况进行了系统的测定分析,初步揭示了刺槐的遗传变异规律。同时,采用多种策略构建了刺槐资源的核心种质群体,为刺槐种质资源的有效利用和保护提供了理论依据。主要研究结果如下:对1054个刺槐样本的13个叶片性状的调查分析结果显示,各性状变异系数总均值大于10%,说明刺槐叶片变异丰富,其中,不论在地理种群水平还是无性系水平,小叶圆度的变异系数最小,稳定性最高,小叶面积的变异系数最大,稳定性最低。地理种群间的表型分化系数均值为48.235%(<50%),说明变异主要来源于种群内,且表型性状与地理距离均无显着相关性(P>0.05)。基于饲料用刺槐的选育标准,分别在各基地选择了不同数量的优株。进一步测定了该种质的3个生理性状指标,结果显示,刺槐的生理变异也相当丰富,各性状的总体变异系数的变幅分别为10.558%~49.748%(无性系水平)和7.800%~40.649%(地理种群水平),且不论在无性系还是种群水平,均显示出叶绿素含量的变异最小。种群间生理分化系数均值为39.143%(<50%),表明种群内的变异是其产生变异的主要原因。此外,生理性状与地理距离也没有显着相关性(P>0.05)。根据测定的生理性状,分别在各基地选择出不同数量的抗逆性刺槐优株。EST-SSR分子标记的开发,首先对36,533个unigenes搜索潜在的微卫星重复序列,确定了 5,072个潜在EST-SSR基因位点。成功设计出2,486对引物,删除来自同一 unigenes序列的引物,最终得到1,697对SSRs。严格控制筛选条件,筛选出286对引物,用32个刺槐样本和9种豆科植物检验该组标记扩增的有效性,最终成功开发出45对EST-SSR标记。随后,在分子水平评价了刺槐种质的遗传多样性。用聚丙烯酰胺凝胶电泳从91对SSR引物中筛选出48对多态性好的引物,对1054份刺槐种质经毛细管电泳扩增后,通过检验标记的有效性,最终确定了 35对SSR标记用于刺槐地理种群(基于原产地)的367个样品用于后续分析。结果显示,共检测到439个等位位点(N),平均每个位点为12.543;平均多态性信息含量均大于0.5,多态性丰富;平均期望杂合度(He=0.553)高于观察杂合度(Ho=0.495),说明刺槐种质中可能存在杂合子缺失现象。群体遗传结构(STRUCTURE)分析表明,367个刺槐样本划分为2个亚群,群体结构较弱,遗传分化水平不高。分子方差(AMOVA)结果表明刺槐地理种群的遗传变异主要来源于种群内;Mentel’s检验也表明地理距离不是影响刺槐种群分布的主要原因。进一步地,同样对48对SSR引物进行有效性检验后,最终确定了 36个标记用来分析来自我国刺槐基地的687个样品的遗传多样性。结果显示,扩增得到的总位点数(N)为587,平均每个位点为16.306。多态性信息含量(PIC)和基因多态性(H)的均值分别为0.612和0.645,表明各位点具有较高的多态性。平均期望杂合度(He=0.608)高于观察杂合度(Ho=0.551),说明刺槐种质中可能存在杂合子缺失现象。通过群体结构分析,将其划分为4个亚群,出现了一定的群体结构。此外,遗传距离与地理距离的Mentel’s检验也再一次表明地理距离不是影响刺槐群体分布的主要原因。刺槐核心种质构建。首先,对分子数据用多种不同方法计算,经比对后,确定基于R软件构建的核心种质遗传多样性水平最高。随后,综合PowerCore软件中M策略筛选出的少量表型性状和生理性状个体作为必选种质,最终构建了一个包括338个个体的刺槐核心群体。对比构建的核心群体与原始群体发现,二者不论在遗传多样性、表型还是生理水平其差异均不显着,表明构建的核心群体保持了原始群体的变异情况,能够较好地代表原始群体。
王龙欣[10](2019)在《毛白杨光合通路关键转录因子鉴定及其遗传效应解析》文中研究指明光合作用是几乎一切生命生存发展的物质基础,是地球上最重要的化学反应之一。绿色植物通过光合作用,为植物、动物、微生物及人类等生命活动提供能量,可以说没有光合作用就没有形形色色的生命。光合作用受制于许多生物、非生物的限制,其光合速率往往远远小于最大光合速率,且近些年生态环境恶化,如干旱、高温、盐碱等自然灾害频发,严重制约了光合作用,对作物产量、木材产量与质量造成了极大破坏。因此,提高光合速率,探究光合作用调控机制,为提高植物应对气候变化、逆境胁迫能力提供理论指导。研究表明,转录因子(Transcription factor,TF)在光合作用调控中扮演了重要角色,而杨树转录因子对光合基因的调控网络、转录因子与光合基因内的遗传变异对光合性状的遗传效应尚不清楚。因此,本论文以我国重要用材与绿化树种毛白杨(Populus tomentosa Carr.)种质资源群体为研究材料,在毛白杨全基因组中鉴定光合通路基因,并利用生物信息学方法,对转录因子调控光合基因的多层级基因调控网络进行探索,结合435株毛白杨高通量转录组测序、基因组重测序、代谢组测序等技术,综合利用关联遗传学策略,深入剖析转录因子及光合基因的遗传变异对光合性状的遗传效应,系统解析转录因子对光合作用的遗传调控。主要研究内容与结果如下:1.对435株毛白杨23个光合相关性状,包括5个光合生理性状,8个叶片形态性状和10个光合酶活性状的变异进行检测,发现平均变异程度由大到小依次为:光合酶活性状>光合生理性状>叶片形态性状。对表型性状分布模式检测发现8个表型性状表现为正态分布,Log转换后,9个表型性状可转变为正态分布,而剩余的6个性状则可通过Jonson变换、SPSS软件的正态变换功能转换为正态分布,基本表现出连续数量性状特点,表明这些光合性状或直接或经转换后可用于关联遗传解析。进一步对性状的表型相关与遗传相关进行检测,共鉴定到69对表型相关、66对遗传相关,且表型相关与遗传相关具有较强的相关性(r=0.87,P=0.002),表明光合性状可由遗传因子调控。相同类别的性状之间生物学过程更紧密,更倾向于具有相关性(Kolmogorov-Smirnov检验,P=8.07×10-7),且对正相关性来说,相同类别的性状之间具有更大的相关性,而负相关性并未检测到明显差异。2.依据公共数据库中已知信息,在毛白杨基因组中鉴定到146个光合基因,其中96个参与光反应通路,52个参与碳同化通路,对其在毛白杨顶点、叶柄、扩展叶、未成熟叶、成熟叶、树皮、形成层、韧皮部、未成熟木质部、成熟木质部及根等1 1个器官与组织中的表达模式进行检测,发现这些基因主要在成熟叶片和扩展叶片中高丰度表达,表明其主要在叶片中发挥功能。利用毛白杨群体重测序数据,共检测到17,051 个 SNPs,其中常见 SNPs(Common SNPs)为 12,426 个(MAF≥0.05,missing≤20%),核苷酸多态性与连锁不平衡水平较低,且在4,174 bp距离,r2可衰退至0.2,表明基于候选基因的关联作图是可行的。3.对96个光反应基因的顺式作用元件(motif)进行检测,共发现118个motifs存在于80%基因的启动子区,主要涉及光响应、逆境胁迫、光敏色素响应等。源于27个转录因子家族的346个TFs可与以上motifs结合,利用逆向消除随机森林(The backward elimination random forest,BWERF)方法构建了转录因子调控光合基因的3层基因调控网络(Gene regulatory network,GRN),包括64个光合基因和54个TFs,组成404对基因调控对。单标记关联分析检测到来自于88个基因内的304个SNPs与12个光合相关性状关联(P≤ 1X10-4),平均可解释表型变异的18.82%。大部分显着SNPs位于基因的非编码区,其中内含子区域最多,占显着位点的32.57%,启动子区域次之(29.93%),推测非编码区或许由于其对基因转录的调控作用,来影响表型性状。另外,发现119个SNPs来自于34个TFs,表明这34个TFs内的遗传变异对光合性状具有普遍影响,且26个TFs与其下游35个靶基因同时关联相同表型性状,表明转录因子与其靶基因或许通过相同的遗传机制共同影响表型性状。对转录因子和光反应基因间的上位性互作模式进行检测,共发现95个基因内的440个SNPs与13个光合性状组成770个SNP-SNP上位性组合对,平均解释表型变异的0.31%。发现显着上位性互作绝大部分发生在非显着SNPs之间,表明上位性可更有效检测微小效应位点,并且检测到的上位性主要发生在不同家族的基因之间(95.59%),表明上位性可用来检测通路基因之间的互作效应,且有助于理解生物通路和遗传稳态机制。具有上位性的基因中有38个TFs,且发现2个TFs可同时作为Ci,Pn,Trmmol和LWC的关键基因,表明转录因子可通过与光合基因的上位性互作影响光合性状,研究结果为转录因子与光合基因的调控网络提供了遗传层面的证据。eQTL分析发现138个基因内的175个SNPs与104个eGenes组成2830对显着关联,942对来自于转录因子与其潜在靶基因之间,进一步表明转录因子可对光合基因具有重要的调控作用,研究为TF对光反应基因的调控提供了重要理论依据。4.对毛白杨光合碳同化通路52个基因启动子区分析发现706个motifs,326个潜在转录因子与其相互作用。BWERF方法鉴定到40个TFs调控了 46个碳同化基因,组成了一个3层基因调控网络,每层包括46个光合基因(第一层),25个TFs(第二层),15个TFs(第三层)。单标记关联分析鉴定到72个基因内的248个SNPs与11个光合性状显着关联。GRN中的201对基因调控对中,77个TFs-target调控对与相同表型性状关联,表明这些转录因子与其靶基因可能通过相同机制影响表型性状。eQTL分析鉴定到50个eGenes内的1,851个eQTLs关联信号,并且发现7个TFs内的14个eQTLs与其下游靶基因的表达性状关联,其中7个TF-target调控对与相同表型性状关联。构建的杨树光合基因调控网络,为深入解析杨树光合作用机制提供了新思路。5.本论文选取GRN中被关联分析、上位性、eQTL作图鉴定的调控对作为关键候选因子,共鉴定到63个TFs和81个光合基因,基因不同组织的表达相关性鉴定到41个TFs与60个光合基因共表达。利用代谢组数据对鉴定到的41个TFs、60个光合基因进行验证,共鉴定到82个基因内的1705个SNPs与3个光合代谢性状关联,平均解释表型变异11.58%,其中33个为转录因子,表明本论文鉴定的转录因子,大部分可对光合代谢性状产生影响,进一步验证了转录因子参与光合调控过程。本论文为转录因子对光合基因的调控、转录因子参与林木光合性状遗传调控的研究提供了新的思路,为转录因子参与林木光合改良的分子辅助育种提供了重要的理论依据。
二、我国林木遗传改良进展综述(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、我国林木遗传改良进展综述(论文提纲范文)
(1)山桐子油脂合成相关基因的克隆及功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.2 山桐子的研究进展 |
1.2.1 山桐子概述 |
1.2.2 国内外山桐子研究现状 |
1.3 植物油脂的生物合成 |
1.3.1 植物油脂的合成步骤 |
1.3.2 植物油脂合成相关基因的研究进展 |
1.4 植物功能基因的研究方法 |
1.4.1 基因测序技术 |
1.4.2 基因克隆技术 |
1.4.3 植物基因的功能验证 |
1.5 植物的遗传转化方法 |
1.6 本研究的目的意义与研究内容 |
1.6.1 目的意义 |
1.6.2 研究内容 |
1.7 技术路线 |
第二章 山桐子果实发育过程中油脂含量及脂肪酸组分的动态变化 |
2.1 试验材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 主要仪器和试剂 |
2.1.3 山桐子果实油脂的提取 |
2.1.4 山桐子果实脂肪酸组分的测量 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 山桐子果实的含油率 |
2.2.2 山桐子果实的脂肪酸组分 |
2.3 讨论 |
2.3.1 山桐子果实发育过程中油脂含量的动态变化 |
2.3.2 山桐子果实发育过程中酸组分的动态变化 |
2.4 小结 |
第三章 山桐子果实转录组分析及油脂合成相关基因的挖掘 |
3.1 试验材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 主要仪器和试剂 |
3.1.3 山桐子果实RNA的提取及检测 |
3.1.4 cDNA文库构建及转录组测序 |
3.1.5 转录组数据的过滤及从头组装 |
3.1.6 Unigene的功能注释 |
3.1.7 Unigene的差异表达检测 |
3.1.8 差异表达Unigene的Pathway功能分析 |
3.1.9 q-PCR分析验证转录组测序准确性 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 RNA质量检测 |
3.2.2 转录组数据分析及组装 |
3.2.3 山桐子Unigene的功能注释 |
3.2.4 山桐子差异表达基因分析 |
3.2.5 山桐子差异表达基因的功能注释 |
3.2.6 参与山桐子油脂合成基因的鉴定 |
3.2.7 转录组测序的q-PCR验证 |
3.3 讨论 |
3.3.1 山桐子油脂的生物合成模型 |
3.3.2 参与山桐子脂肪酸合成的关键基因 |
3.3.3 参与山桐子TAG合成的关键基因 |
3.4 小结 |
第四章 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的克隆及表达分析 |
4.1 试验材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 主要仪器和试剂 |
4.1.3 引物设计 |
4.1.4 山桐子果实RNA的提取及检测 |
4.1.5 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因核心序列的克隆 |
4.1.6 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因全长序列的克隆 |
4.1.7 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的生物信息学分析 |
4.1.8 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的表达分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的全长序列 |
4.2.2 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的生物信息学分析 |
4.2.3 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的表达分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的基本信息 |
4.3.2 山桐子不饱和脂肪酸合成相关基因的表达模式 |
4.4 小结 |
第五章 山桐子亚油酸合成关键基因Ip FAD2 和Ip DGAT2 的功能分析 |
5.1 试验材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 主要仪器和试剂 |
5.1.3 引物设计 |
5.1.4 山桐子Ip FAD2 和Ip DGAT2 基因表达载体的构建 |
5.1.5 山桐子Ip FAD2 和Ip DGAT2 基因的原核表达 |
5.1.6 山桐子Ip FAD2 和Ip DGAT2 基因的真核表达 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 山桐子Ip FAD2 和Ip DGAT2 基因的的原核表达 |
5.2.2 山桐子Ip FAD2 基因的的真核表达 |
5.2.3 山桐子Ip DGAT2基因的的真核表达 |
5.3 讨论 |
5.3.1 山桐子Ip FAD2 基因的功能验证 |
5.3.2 山桐子Ip DGAT2基因的功能验证 |
5.4 小结 |
第六章 山桐子遗传转化受体系统的建立 |
6.1 试验材料与方法 |
6.1.1 试验材料 |
6.1.2 主要仪器和试剂 |
6.1.3 叶片愈伤组织再生体系的建立 |
6.1.4 愈伤组织的抗生素敏感性试验 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 叶片的消毒与灭菌 |
6.2.2 愈伤组织的诱导 |
6.2.3 愈伤组织的继代 |
6.2.4 不定芽的诱导 |
6.2.5 不定芽的复壮 |
6.2.6 抗生素敏感性 |
6.3 讨论 |
6.3.1 山桐子叶片愈伤组织再生体系 |
6.3.2 山桐子叶片愈伤组织的抗生素敏感性 |
6.4 小结 |
第七章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 问题与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
个人简历 |
(2)红松种子园亲本无性系及其子代变异选择研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 种子园研究进展 |
1.2 生长性状选育进展 |
1.3 木材性状研究进展 |
1.4 种子性状研究进展 |
1.5 光合特性研究进展 |
1.6 遗传改良和分子标记 |
1.7 激素研究进展 |
1.8 本研究目的意义和技术路线 |
1.8.1 研究目的与意义 |
1.8.2 技术路线 |
2 红松亲本无性系生长性状变异研究 |
2.1 试验材料和方法 |
2.1.1 试验地点及材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.1.3 统计分析方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 红松无性系各生长性状方差分析结果 |
2.2.2 红松无性系各生长遗传变异参数分析 |
2.2.3 红松无性系各生长性状均值分析 |
2.2.4 红松无性系各生长相关性分析 |
2.2.5 红松无性系多性状综合评价 |
2.3 本章小结 |
2.4 讨论 |
3 红松亲本无性系木材性状变异研究 |
3.1 试验材料和方法 |
3.1.1 试验地点及材料 |
3.1.2 试验方法 |
3.1.3 统计分析方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 红松无性系各性状方差分析 |
3.2.2 红松无性系各性状变异参数分析 |
3.2.3 红松无性系各性状的平均值分析 |
3.2.4 红松无性系各性状相关性分析 |
3.2.5 红松无性系多性状综合评价 |
3.3 本章小结 |
3.4 讨论 |
4 红松亲本无性系种子表型性状及营养含量变异研究 |
4.1 试验材料和方法 |
4.1.1 试验地点及材料 |
4.1.2 试验方法 |
4.1.3 统计分析方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 红松无性系各性状方差分析 |
4.2.2 红松无性系各性状变异参数分析 |
4.2.3 红松无性系各性状相关性分析 |
4.2.4 红松无性系种子表型性状均值分析 |
4.2.5 红松无性系营养含量均值分析 |
4.2.6 油脂含量通径分析 |
4.2.7 红松无性系多性状综合评价 |
4.3 本章小结 |
4.4 讨论 |
5 红松亲本无性系光合性状变异分析 |
5.1 试验材料和方法 |
5.1.1 试验地点及材料 |
5.1.2 试验方法 |
5.1.3 统计分析方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 无性系PK27光合指标日变化 |
5.2.2 3个红松无性系的光合-光强(Pn-Par)响应曲线 |
5.2.3 3个红松无性系Pn-Ca响应曲线 |
5.2.4 红松无性系各光合指标方差分析 |
5.2.5 红松无性系各光合指标变异参数分析 |
5.2.6 50个红松无性系各光合指标平均值 |
5.2.7 红松无性系光合指标与环境因子相关性分析 |
5.2.8 光合因子回归方程构建 |
5.3 本章小结 |
5.4 讨论 |
6 红松亲本无性系叶片元素含量的变异研究 |
6.1 试验材料和方法 |
6.1.1 试验地点及材料 |
6.1.2 试验方法 |
6.1.3 统计分析方法 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 各性状方差分析 |
6.2.2 红松无性系各性状变异参数分析 |
6.2.3 各无性系元素含量均值分析 |
6.2.4 无性系各性状的相关性分析 |
6.2.5 聚类分析 |
6.3 本章小结 |
6.4 讨论 |
7 红松亲本无性系芽激素含量变异研究 |
7.1 试验材料和方法 |
7.1.1 试验地点及材料 |
7.1.2 试验方法 |
7.1.3 统计分析方法 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 各性状方差分析 |
7.2.2 红松无性系激素浓度变化分析 |
7.2.3 50个红松无性系开花期激素含量方差分析 |
7.2.4 红松无性系各性状变异参数分析 |
7.2.5 红松无性系激素含量与种子性状相关性分析 |
7.2.6 红松无性系多性状综合评价 |
7.3 本章小结 |
7.4 讨论 |
8 红松子代家系生长性状变异研究 |
8.1 试验材料和方法 |
8.1.1 试验地点及材料 |
8.1.2 试验方法 |
8.1.3 统计分析方法 |
8.2 结果与分析 |
8.2.1 红松子代家系各性状方差分析结果 |
8.2.2 红松子代家系各性状遗传变异参数分析 |
8.2.3 红松子代家系各性状平均值分析 |
8.2.4 红松子代家系各性状相关性分析 |
8.2.5 一般配合力 |
8.2.6 红松子代家系多性状综合评价 |
8.3 本章小结 |
8.4 讨论 |
9 红松亲本无性系指纹图谱构建 |
9.1 试验材料和方法 |
9.1.1 试验地点及材料 |
9.1.2 试验方法: |
9.1.3 数据处理: |
9.2 结果与分析 |
9.2.1 指纹图谱鉴定 |
9.2.2 红松亲本无性系聚类分析及亲缘关系 |
9.3 本章小结 |
9.4 讨论 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
(3)广西融安西山林场杉木高世代种子园子代测定及优良家系选择(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 林木良种选育研究进展 |
1.2.2 杉木良种选育研究进展 |
1.2.3 杉木种子园子代测定及优良家系选择研究进展 |
1.4 研究的目的、意义 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验材料 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 试验设计 |
2.3.2 指标测定及方法 |
2.4 数据统计分析 |
第三章 结果与分析 |
3.1 杉木第2 代种子园半同胞子代试验林的测定与综合评定 |
3.1.1 保存率分析 |
3.1.2 生长性状变异分析 |
3.1.3 生长性状遗传变异规律 |
3.1.4 生长性状的相关性分析 |
3.1.5 生长性状增益趋势分析 |
3.1.6 优良家系及优良单株的评定及选择 |
3.1.7 小结 |
3.2 杉木第3 代种子园半同胞子代林的测定与综合评定 |
3.2.1 保存率分析 |
3.2.2 生长性状变异分析 |
3.2.3 生长性状遗传变异规律 |
3.2.4 生长性状的相关性分析 |
3.2.5 生长性状增益趋势分析 |
3.2.6 优良家系及优良单株的评定及选择 |
3.2.7 小结 |
3.3 杉木第 2 代、第 3 代种子园半同胞子代林生长及遗传增益对比 |
3.3.1 保存率及变异系数对比 |
3.3.2 试验林平均生长性状对比 |
3.3.3 试验林生长性状家系遗传力的对比 |
3.3.4 试验林生长性状家系遗传增益的对比 |
3.3.5 小结 |
第四章 结论与讨论 |
4.1 结论 |
4.2 讨论 |
4.2.1 杉木第2 代种子园半同胞子代测定和优良家系选择 |
4.2.2 杉木第3 代种子园半同胞子代测定和优良家系选择 |
4.2.3 杉木第2、3 代种子园半同胞子代生长对比 |
4.3 研究的不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(4)华北落叶松高密度遗传连锁图谱构建及重要性状QTL分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 落叶松育种研究进展 |
1.1.1 落叶松传统育种的研究进展 |
1.1.2 基因克隆与转基因技术在落叶松育种中的研究进展 |
1.2 分子标记技术及其在落叶松中的应用 |
1.2.1 DNA分子标记 |
1.2.2 分子标记在落叶松中的应用 |
1.3 林木遗传连锁图谱构建途径 |
1.3.1 作图群体的建立 |
1.3.2 分子标记选择 |
1.3.3 分离标记的连锁分析 |
1.3.4 林木遗传图谱构建研究进展 |
1.4 林木数量性状基因定位 |
1.4.1 QTL定位的原理和方法 |
1.4.2 林木QTL定位研究进展 |
1.5 本研究的目的和意义 |
1.6 本研究的主要内容 |
2 华北落叶松EST-SSR标记开发及其多态性评价 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 Illumina测序和转录组组装 |
2.1.3 SSR挖掘和引物设计 |
2.1.4 DNA制备和检测 |
2.1.5 PCR扩增及SSR标记检测 |
2.1.6 数据分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 华北落叶松转录组测序数据的组装 |
2.2.2 EST-SSR位点识别及分布特征 |
2.2.3 EST-SSR标记的开发、验证及通用性分析 |
2.2.4 华北落叶松无性系间的遗传关系 |
2.3 小结 |
3 华北落叶松高密度遗传连锁图谱构建 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 华北落叶松F1作图群体的构建 |
3.1.2 作图群体DNA提取和检测 |
3.1.3 SLAF文库构建和高通量测序 |
3.1.4 SLAF测序数据分析和SNP位点识别 |
3.1.5 遗传连锁图谱构建 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 华北落叶松基因组DNA提取 |
3.2.2 SLAF测序数据分析 |
3.2.3 SNP标记挖掘 |
3.2.4 遗传连锁图谱构建 |
3.2.5 遗传图谱质量评价 |
3.3 小结 |
4 华北落叶松苗期生长和针叶性状的QTL定位 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 表型性状的测定 |
4.1.3 遗传图谱构建 |
4.1.4 QTL分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 作图群体数量性状的变异分析 |
4.2.2 表型性状间的相关性分析 |
4.2.3 生长和针叶性状的QTL定位 |
4.2.4 QTL在连锁群上的成簇聚集 |
4.3 小结 |
5 讨论 |
5.1 华北落叶松转录组测序和SSR位点特征 |
5.2 EST-SSR标记的开发及其通用性 |
5.3 种子园无性系的遗传多样性 |
5.4 SLAF-seq与分子标记开发 |
5.5 遗传连锁图谱构建及其应用 |
5.6 基因分型技术比较 |
5.7 华北落叶松F1作图群体表型性状的遗传变异 |
5.8 表型性状的QTL分析 |
6 结论 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(5)毛白杨细胞分裂素转录调控通路基因的鉴定及其遗传效应解析(论文提纲范文)
基金项目 |
摘要 |
Abstract |
主要符号对照表 |
引言 |
1 文献绪论 |
1.1 细胞分裂素的合成、代谢和信号转导机制研究 |
1.1.1 细胞分裂素的合成 |
1.1.2 细胞分裂素的代谢 |
1.1.3 细胞分裂素的信号转导 |
1.1.4 细胞分裂素对植物生长发育的影响 |
1.2 植物响应细胞分裂素的分子水平研究进展 |
1.2.1 细胞分裂素响应的转录调控 |
1.2.2 细胞分裂素响应的表观遗传调控 |
1.3 植物代谢组学 |
1.3.1 植物代谢组学的研究概况 |
1.3.2 植物代谢组学在植物育种中的应用 |
1.3.3 植物代谢物的遗传变异 |
1.4 关联分析在植物中的研究进展 |
1.4.1 关联分析在植物研究中的应用 |
1.4.2 基于植物代谢组学的关联分析研究 |
1.5 研究目的与意义 |
2 毛白杨种质资源群体植物激素代谢组分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 毛白杨材料来源 |
2.1.2 样品提取及LC-MS/MS代谢数据测定 |
2.1.3 代谢性状统计分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 植物激素类代谢物在毛白杨种质资源群体中的遗传变异 |
2.2.2 毛白杨激素类代谢物的相关性分析 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
3 外源细胞分裂素对毛白杨生理和光合作用的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 外源细胞分裂素最佳处理浓度筛选 |
3.1.3 外源细胞分裂素处理 |
3.1.4 毛白杨生理指标测定 |
3.1.5 毛白杨光合指标测定 |
3.1.6 统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 6-BA对毛白杨生理指标的影响 |
3.2.2 6-BA对毛白杨光合指标的影响 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
4 毛白杨响应外源细胞分裂素的转录调控作用解析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 毛白杨转录组测序 |
4.1.3 毛白杨sRNA测序 |
4.1.4 毛白杨重硫酸氢盐测序 |
4.1.5 6-BA响应基因的鉴定 |
4.1.6 6-BA响应lncRNA的鉴定及其靶基因预测 |
4.1.7 6-BA响应24nt-siRNA的鉴定 |
4.1.8 6-BA响应等位特异性表达(ASE)位点鉴定 |
4.1.9 6-BA响应差异甲基化区域(DMR)的鉴定 |
4.1.10 CpG位点的分型 |
4.1.11 Gene ontology(GO)分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 响应6-BA基因的发现及表达分析 |
4.2.2 响应6-BA的 lncRNA的表达模式解析 |
4.2.3 响应6-BA的 lncRNA靶基因的预测和功能分析 |
4.2.4 响应6-BA的24nt-siRNA表达模式解析 |
4.2.5 响应6-BA的等位不平衡表达(ASE)分析 |
4.2.6 响应6-BA的DNA甲基化变异解析 |
4.2.7 响应6-BA的DMR分析 |
4.2.8 响应6-BA的 DMRs对转录调控与ASE的影响 |
4.3 讨论 |
4.3.1 毛白杨响应6-BA的ASE位点鉴定 |
4.3.2 毛白杨DNA甲基化对等位基因转录调控的影响 |
4.4 小结 |
5 细胞分裂素转录调控通路的构建和特征分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 细胞分裂素通路基因及上游调控元件的鉴定 |
5.1.2 外源细胞分裂素响应基因的鉴定 |
5.1.3 细胞分裂素候选基因集的SNP检测 |
5.1.4 核苷酸多样性检测和连锁不平衡分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 细胞分裂素通路基因及其上游调控元件的鉴定 |
5.2.2 响应外源细胞分裂素基因的鉴定 |
5.2.3 候选基因的核苷酸多样性检测 |
5.2.4 候选基因的连锁不平衡检测 |
5.3 讨论 |
5.3.1 细胞分裂素通路基因上游调控因子的鉴定 |
5.3.2 候选基因的遗传变异及连锁不平衡 |
5.4 小结 |
6 细胞分裂素候选基因的遗传调控解析 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 群体转录组测序及数据分析 |
6.1.2 群体基因型检测 |
6.1.3 群体代谢组检测 |
6.1.4 群体生长及木材品质性状测定 |
6.1.5 关联分析 |
6.1.6 eQTL作图 |
6.1.7 加权基因共表达网络(WGCNA)分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 候选基因多组学代谢网络构建 |
6.2.2 基于多组学的细胞分裂素代谢调控研究 |
6.2.3 候选基因对毛白杨生长和木材品质性状的遗传调控 |
6.3 讨论 |
6.3.1 候选基因的遗传变异对植物激素代谢的调控 |
6.3.2 多组学分析对毛白杨植物激素代谢的研究 |
6.3.3 WRKY转录因子的功能解析 |
6.3.4 候选基因对毛白杨生长和木材品质的显性调控作用 |
6.4 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
导师简介 |
成果目录清单 |
致谢 |
(6)侧柏育种群体种质资源遗传分析与管理利用策略(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号对照表 |
引言 |
1 绪论 |
1.1 林木育种资源 |
1.1.1 针叶树遗传改良途径及模式 |
1.1.2 育种群体的遗传多样性 |
1.1.3 育种群体亲缘关系分析 |
1.2 育种群体的遗传评价方法 |
1.2.1 遗传变异的类型 |
1.2.2 高通量测序技术在林木遗传育种中的应用 |
1.2.3 简化基因组测序技术 |
1.3 针叶树遗传图谱 |
1.3.1 针叶树基因组结构特征 |
1.3.2 针叶树遗传图谱研究 |
1.3.3 针叶树遗传图谱的应用 |
1.3.4 偏分离产生原因及进化意义 |
1.4 侧柏育种资源 |
1.4.1 侧柏的生物学特征 |
1.4.2 侧柏的常规育种进展 |
1.4.3 侧柏的遗传学研究进展 |
1.5 科学问题的提出、研究策略与主要研究任务 |
2 侧柏遗传标记的开发及评价 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 侧柏DNA的提取 |
2.1.2 侧柏SSR标记的开发及评价 |
2.1.3 侧柏ddRAD建库 |
2.1.4 数据处理与分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 侧柏SSR标记的开发与评价 |
2.2.2 侧柏ddRAD标记的开发与评价 |
2.3 小结 |
3 侧柏高密度遗传图谱的构建 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 遗传图谱的构建 |
3.1.2 遗传图谱的质量评估 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 全标记遗传图谱的基本信息 |
3.2.2 全标记遗传图谱上标记的分布 |
3.2.3 框架标记遗传图谱的基本信息 |
3.2.4 图谱共线性分析 |
3.3 小结 |
4 侧柏偏分离位点发掘与遗传解析 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 偏分离位点的获取及基因功能的分析 |
4.1.2 构建含有偏分离位点的遗传图谱 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 偏分离位点分析 |
4.2.2 含偏分离位点的遗传图谱基本信息 |
4.2.3 含偏分离位点的遗传图谱标记分布 |
4.2.4 图谱共线性分析 |
4.2.5 偏分离位点的热点区域分布 |
4.3 小结 |
5 侧柏初级育种群体的遗传多样性与亲缘关系分析 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 育种资源收集 |
5.1.2 侧柏种子园育种群体亲本的遗传变异测定 |
5.1.3 侧柏种子园育种群体亲本的分子标签开发 |
5.1.4 侧柏种子园亲本群体的群体结构分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 侧柏种子园育种群体亲本的遗传变异水平 |
5.2.2 初级育种群体的亲本亲缘关系解析 |
5.2.3 侧柏种子园中育种群体亲本的群体结构 |
5.3 小结 |
6 侧柏高阶改良策略 |
6.1 材料和方法 |
6.1.1 不同强度的疏伐设计 |
6.1.2 侧柏去劣疏伐种子园亲本群体的选择 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 不同疏伐强度下的亲本植株数量统计 |
6.2.2 不同疏伐强度下种子园的遗传多样性分析 |
6.2.3 去劣疏伐种子园优良亲本的初步筛选 |
6.3 侧柏高阶改良策略 |
6.3.1 侧柏种子园的交配设计 |
6.3.2 侧柏种子园育种体系的可持续改良策略 |
6.4 小结 |
7 讨论 |
8 结论 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(7)杜仲遗传连锁图谱重构及重要性状QTLs定位(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 遗传连锁图谱研究进展 |
1.1.1 遗传连锁图谱构建原理 |
1.1.2 遗传连锁图谱构建方法 |
1.1.3 林木遗传连锁图谱研究进展 |
1.2 数量性状基因(QTL)定位研究进展 |
1.2.1 QTL定位原理 |
1.2.2 QTL定位方法 |
1.2.3 林木QTL研究进展 |
1.3 杜仲遗传育种研究进展 |
1.3.1 杜仲农艺学研究 |
1.3.2 杜仲遗传多样性研究 |
1.3.3 杜仲育种研究 |
1.3.4 杜仲分子生物学研究 |
1.4 本研究的目的、意义和主要内容 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 杜仲幼叶幼果转录组分析和SSR引物开发 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 试验材料、仪器和试剂 |
2.1.2 转录组测序及数据组装 |
2.1.3 测序数据组装及基因功能注释 |
2.1.4 萜类生物合成相关基因系统发育分析 |
2.1.5 差异表达基因鉴定及分析 |
2.1.6 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证 |
2.1.7 转录组SSR引物开发 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 杜仲转录组组装和功能注释 |
2.2.2 萜类生物合成相关基因分析 |
2.2.3 差异表达基因分析 |
2.2.4 qRT-PCR验证 |
2.2.5 SSR引物开发 |
2.3 讨论 |
2.3.1 采样时间确认 |
2.3.2 萜类生物合成途径分析 |
2.3.3 其它基因挖掘 |
2.3.4 SSR基序偏好 |
2.3.5 SSR标记多态性 |
2.4 小结 |
第三章 杜仲遗传连锁图谱构建 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 试验材料、仪器和试剂 |
3.1.2 SSR检测分析 |
3.1.3 数据分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 SSR标记的分离分析 |
3.2.2 杜仲遗传连锁图谱构建 |
3.2.3 图谱比对 |
3.3 讨论 |
3.3.1 SSR标记偏分离分析 |
3.3.2 遗传连锁图谱构建 |
3.4 小结 |
第四章 杜仲重要性状QTLs定位 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 试验材料、仪器和试剂 |
4.1.2 表型性状的测定 |
4.1.3 性状相关性分析 |
4.1.4 QTL定位分析 |
4.1.5 候选基因预测 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 性状调查统计 |
4.2.2 性状相关性分析 |
4.2.3 QTL分析 |
4.2.4 候选基因分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 杜仲F1群体连续十年重要性状分析 |
4.3.2 QTL分析 |
4.3.3 基因预测 |
4.4 小结 |
第五章 杜仲F1代作图群体单株评价及分子标记辅助选择 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料和数据 |
5.1.2 优良单株初选 |
5.1.3 优良单株复选 |
5.1.4 分子标记辅助选择 |
5.1.5 优良单株决选 |
5.1.6 优树早期选择 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 优良单株初选结果 |
5.2.2 优良单株复选结果 |
5.2.3 分子标记辅助选择 |
5.2.4 优良单株决选 |
5.2.5 早期选择 |
5.3 讨论 |
5.3.1 杜仲选优标准 |
5.3.2 分子标记辅助选择 |
5.3.3 早期选择 |
5.4 小结 |
第六章 结论 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
缩略词 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(8)林木遗传育种研究进展(论文提纲范文)
1 林木遗传育种的萌芽与奠基阶段(1821—1950) |
2 现代林木遗传育种体系成型阶段(1951—2000) |
3 林木遗传育种深入发展阶段(2001年以来) |
4 林木遗传育种发展趋势展望 |
(9)刺槐种质资源的遗传多样性评价及核心种质构建(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
1. 文献综述 |
1.1 林木种质资源研究进展 |
1.1.1 遗传多样性的概念、来源及意义 |
1.1.2 遗传多样性的检测方法 |
1.1.3 林木遗传资源的保存与利用概况 |
1.2 核心种质构建研究进展 |
1.2.1 核心种质的概念及意义 |
1.2.2 核心种质的构建方法 |
1.2.3 核心种质的应用及存在的问题 |
1.3 刺槐种质资源的研究与利用现状 |
1.3.1 刺槐表型性状多样性 |
1.3.2 刺槐生理指标多样性 |
1.3.3 刺槐遗传多样性 |
1.4 立题依据及意义 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线 |
2. 刺槐表型性状多样性研究 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 试验材料的收集 |
2.1.2 表型性状测定方法 |
2.1.3 数据统计 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 刺槐各群体的表型变异分析 |
2.2.2 刺槐无性系群体各表型性状的重复力 |
2.2.3 刺槐地理种群群体的表型分化系数 |
2.2.4 刺槐各群体表型性状的相关性分析 |
2.2.5 刺槐各群体表型性状的主成分分析 |
2.2.6 刺槐群体的表型差异分析 |
2.2.7 表型性状聚类分析 |
2.2.8 表型性状Mental's检验 |
2.2.9 基于表型性状的刺槐群体的优树选择 |
2.3 小结 |
3. 刺槐生理指标多样性研究 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 试验材料的收集 |
3.1.2 试验方法 |
3.1.3 数据统计及分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 刺槐各群体的生理变异分析 |
3.2.2 刺槐无性系群体各生理性状的重复力 |
3.2.3 刺槐种地理种群群体的生理分化系数 |
3.2.4 刺槐各群体生理性状的相关性分析 |
3.2.5 刺槐各群体生理性状的主成分分析 |
3.2.6 刺槐无性系群体的生理差异分析 |
3.2.7 生理性状的聚类分析 |
3.2.8 生理性状Mental's检验 |
3.2.9 基于生理性状的刺槐群体的优树评价 |
3.3 小结 |
4. 刺槐EST-SSR分子标记开发 |
4.1 试验材料 |
4.1.1 植物材料及其来源 |
4.1.2 试验试剂及配制 |
4.1.3 试验仪器及设备 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 植物基因组DNA的提取 |
4.2.2 植物基因组DNA的质量检测 |
4.2.3 EST-SSR检测和引物设计合成 |
4.2.4 PCR扩增体系及程序 |
4.2.5 数据统计 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 刺槐EST-SSR特征 |
4.3.2 EST-SSR引物的筛选结果 |
4.3.3 EST-SSR的有效性验证 |
4.4 小结 |
5 基于SSR标记的刺槐地理种群的遗传多样性分析 |
5.1 试验材料 |
5.2 试验方法 |
5.2.1 DNA提取 |
5.2.2 SSR引物的来源及合成 |
5.2.3 SSR引物筛选 |
5.2.4 刺槐地理种群群体的SSR扩增 |
5.2.5 数据统计分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 SSR引物多态性初筛结果 |
5.3.2 刺槐地理种群分析的SSR标记选择 |
5.3.3 基因组SSR和表达序列标签SSR的特点 |
5.3.4 不同位点刺槐地理种群的遗传多样性分析 |
5.3.5 不同刺槐地理种群的遗传多样性分析 |
5.3.6 刺槐地理种群的群体结构及分子方差(AMOVA)分析 |
5.3.7 刺槐地理种群的遗传距离与地理距离相关性分析 |
5.4 小结 |
6 基于SSR标记的我国刺槐基地种质遗传多样性分析 |
6.1 试验材料 |
6.1.1 植物材料及其来源 |
6.1.2 试验试剂及配制 |
6.2 试验方法 |
6.2.1 植物基因组DNA提取及质量检测 |
6.2.2 PCR扩增体系及程序 |
6.3 数据分析 |
6.4 结果与分析 |
6.4.1 我国刺槐群体分析的SSR标记选择 |
6.4.2 不同位点间我国刺槐群体的遗传多样性分析 |
6.4.3 我国刺槐群体的遗传多样性 |
6.4.4 我国不同刺槐群体的遗传结构及分子方差(AMOVA)分析 |
6.4.5 我国刺槐群体的遗传距离与地理距离相关性分析 |
6.5 小结 |
7 刺槐核心种质构建 |
7.1 材料与方法 |
7.1.1 试验材料 |
7.1.2 调查性状处理方法 |
7.1.3 核心种质的构建方法 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 基于分子数据构建核心种质 |
7.2.2 基于表型数据构建的核心种质 |
7.2.3 基于生理数据构建的核心种质 |
7.2.4 基于三种数据类型构建的核心种质 |
7.3 核心种质的检验 |
7.4 小结 |
8 讨论 |
8.1 刺槐表型水平变异分析 |
8.2 刺槐生理水平变异分析 |
8.3 刺槐分子水平变异分析 |
8.4 刺槐核心种质构建 |
9 结论与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(10)毛白杨光合通路关键转录因子鉴定及其遗传效应解析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词(Abbreviation) |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 光合作用机制研究进展 |
1.1.1 光合作用概述 |
1.1.2 光合作用光反应相关基因及其研究 |
1.1.3 光合作用碳同化相关基因及其研究 |
1.2 光合作用调控研究 |
1.2.1 逆境胁迫对光合作用的影响 |
1.2.2 激素对光合作用的影响 |
1.2.3 转录因子对光合作用的调控 |
1.3 关联作图在生物通路研究中的进展 |
1.3.1 关联作图技术概述 |
1.3.2 关联作图在生物通路研究中的应用 |
1.4 研究目的及意义 |
2 毛白杨群体光合生理生化性状遗传变异分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料及表型性状测定 |
2.1.2 表型性状统计分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 光合表型性状变异检测 |
2.2.2 光合表型性状相关性分析 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
3 毛白杨光合通路基因的鉴定和特征分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 毛白杨群体总DNA提取及重测序分析 |
3.1.2 毛白杨光合通路基因鉴定及SNP位点检测 |
3.1.3 毛白杨光合基因核苷酸多态性及连锁不平衡(LD)水平检测 |
3.1.4 毛白杨不同组织取样及转录组测序 |
3.1.5 转录组数据分析及验证 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 毛白杨光合通路基因鉴定及其表达模式检测 |
3.2.2 毛白杨光合基因内SNP的发现和核苷酸多态性检测 |
3.2.3 光合基因在毛白杨群体中的连锁不平衡(LD)水平检测 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
4 毛白杨光反应通路基因及其上游调控转录因子的遗传调控解析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 毛白杨群体转录组测序 |
4.1.2 毛白杨光反应基因调控因子鉴定 |
4.1.3 光反应通路上游调控转录因子SNP发现 |
4.1.4 关联分析 |
4.1.5 上位性模式检测 |
4.1.6 eQTL关联作图 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 毛白杨光反应基因上游调控转录因子的鉴定 |
4.2.1.1 毛白杨光反应基因顺式作用元件检测 |
4.2.1.2 逆向消除随机森林(BWERF)方法构建光反应调控网络 |
4.2.2 毛白杨光反应相关遗传因子内常见SNPs与光合性状关联分析 |
4.2.3 毛白杨光反应相关遗传因子上位性遗传互作解析 |
4.2.4 毛白杨光反应相关遗传因子调控模式的转录水平解析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 光合作用光反应通路上游调控网络的鉴定 |
4.3.2 毛白杨TF参与光反应通路遗传效应解析 |
4.3.3 毛白杨TF与光反应通路基因上位性遗传互作分析 |
4.3.4 eQTL作图对毛白杨光反应通路基因的转录水平遗传效应解析 |
4.4 小结 |
5 毛白杨碳同化基因及其上游调控转录因子的遗传调控解析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 毛白杨群体转录组测序 |
5.1.2 毛白杨碳同化基因调控因子鉴定 |
5.1.3 碳同化通路上游调控转录因子SNP发现 |
5.1.4 关联分析 |
5.1.5 上位性模式检测 |
5.1.6 eQTL关联作图 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 毛白杨碳同化基因上游调控转录因子的鉴定 |
5.2.1.1 毛白杨碳同化基因顺式作用元件检测 |
5.2.1.2 BWERF方法构建碳同化调控网络 |
5.2.2 毛白杨碳同化相关遗传因子内常见SNP与光合性状关联分析 |
5.2.3 毛白杨碳同化相关遗传因子调控模式的转录水平解析 |
5.3 讨论 |
5.3.1 光合作用碳同化通路上游调控网络的鉴定 |
5.3.2 毛白杨TF参与碳同化通路遗传效应解析 |
5.3.3 利用eQTL作图对毛白杨碳同化通路基因转录水平遗传效应解析 |
5.4 小结 |
6 光反应与碳同化通路遗传调控分析 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 光合基因及转录因子共表达分析 |
6.1.2 代谢组测定 |
6.1.3 关联分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 光反应与碳同化通路共有及特有转录因子 |
6.2.2 光合相关转录因子表达模式分析 |
6.2.3 光合相关遗传因子变异对光合代谢产物的遗传效应 |
6.3 讨论 |
6.3.1 光合通路关键调控因子分析 |
6.3.2 光合基因和TF内的遗传变异对光合代谢性状的遗传效应 |
6.4 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
导师简介1 |
导师简介2 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
四、我国林木遗传改良进展综述(论文参考文献)
- [1]山桐子油脂合成相关基因的克隆及功能分析[D]. 范睿深. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [2]红松种子园亲本无性系及其子代变异选择研究[D]. 梁德洋. 东北林业大学, 2021
- [3]广西融安西山林场杉木高世代种子园子代测定及优良家系选择[D]. 谢晋豪. 广西大学, 2020(07)
- [4]华北落叶松高密度遗传连锁图谱构建及重要性状QTL分析[D]. 董明亮. 北京林业大学, 2020(01)
- [5]毛白杨细胞分裂素转录调控通路基因的鉴定及其遗传效应解析[D]. 轩安然. 北京林业大学, 2020(01)
- [6]侧柏育种群体种质资源遗传分析与管理利用策略[D]. 金雨晴. 北京林业大学, 2020(01)
- [7]杜仲遗传连锁图谱重构及重要性状QTLs定位[D]. 靳藏馥. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [8]林木遗传育种研究进展[J]. 康向阳. 南京林业大学学报(自然科学版), 2020(03)
- [9]刺槐种质资源的遗传多样性评价及核心种质构建[D]. 郭琪. 北京林业大学, 2019
- [10]毛白杨光合通路关键转录因子鉴定及其遗传效应解析[D]. 王龙欣. 北京林业大学, 2019