利用转录组数据开发荆州黑麦染色体特异标记开题报告

 2023-02-13 09:50:15

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

黑麦(Secale cereale L.)是丰富小麦(Triticum aestivum L.)遗传变异、选育小麦优良新品种的重要基因资源。它属禾本科小麦族小麦亚族,含有一个染色体组R,除人工诱变材料外,皆为二倍体,体细胞染色体数多为2n=2x=14。黑麦属植物是改良小麦抗病性、品质和产量等性状的重要外源基因供体。迄今世界各国已对其开展了大量研究,创制了一系列小麦/黑麦双二倍体、附加系、代换系以及易位系。小黑麦是典型的双二倍体,中国自20世纪50年代以来,就开始从事八倍体小黑麦(AABBDDRR)的育种工作。Mettin et al.(1973)将待测易位系与小麦整倍体和已知的T1RS1BL易位系分别杂交,观察其F1减数分裂相中形成环状二价体数目的差异,成功鉴定出T1BL1RS易位系。Berzonsky et al.(1991)用小麦品系与1B双单端体系杂交,也同样区分出了T1BL1RS易位系(William et al.1999)。

新一代测序技术已经广泛应用于转录组的研究(即RNA-seq),其数据几乎涵盖了特定组织和特定时期的所有转录本。由于其高通量和低成本的优势,RNA-seq越来越受到研究者的青睐,特别是在那些缺乏基因组信息的物种上。RNA-seq数据对于SSR和SNP等分子标记的开发是非常有用的,由于这些标记在相关物种中有很高的通用性,因此在比较作图中有其不可替代的优势(李小白等, 2013)。转录组数据是开发标记的理想资源,这些基于转录组建立的标记是根据基因本身的差异而建立的标记,也称为基因标记。目前研究和应用最多的一类是genic-Indel和genic-SSR,检测方法主要是PCR,操作简便、经济。基于转录组的标记除具有一般分子标记的特点外,还有其特殊优势。第一,信息量大。如果发现一个genic标记与某一性状连锁,那么该转录本就可能与控制此性状的基因相关。第二,通用性好。由于转录本保守性较高,故具有较好的通用性,在亲缘物种之间校正连锁图谱和比较作图方面有很高的利用价值。对于长度多态性的标记而言,由于转录本的高度保守性,已有的研究证实以PCR为基础的这种基因内部标记在种内的多态性较低(Wenet al. 2010; Zhou et al. 2012)。因此,可以选择尽量靠近3′或5′端非编译区段的标记,因为这些区域变异性相对丰富(Scottet al. 2000)。另外,在选择检测手段上,采用分辨率较高的聚丙烯酰胺凝胶或变性梯度胶来进行分离。

为了更精确了解荆州黑麦在白粉菌诱导条件下的基因表达情况,获得荆州黑麦特异表达基因,我们利用白粉菌诱导的荆州黑麦叶片进行了转录组测序(RNA-seq),获得序列。本研究拟利用已经拼接好的转录组数据,经序列比对搜索荆州黑麦特异序列,并根据序列特征设计引物,在辉县红、荆州黑麦和辉县红-荆州黑麦双倍体荆辉1号中进行扩增分析,筛选荆州黑麦特异标记,并利用一套异染色体系进行染色体定位。

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2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

利用已拼接好的黑麦转录组数据与小麦的基因组数据库进行比对分析,寻找荆州黑麦特异序列,再根据序列特点设计引物,并进行扩增分析,开发荆州黑麦染色体特异标记。

2.研究内容

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3. 研究的方法与方案

1.研究方法:

比较荆州黑麦转录组数据库与已知数据库序列,寻找荆州黑麦特异序列,根据序列特点设计引物进行扩增分析,开发荆州黑麦特异标记并进行染色体定位。

2.技术路线:

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4. 研究创新点

本研究的创新之处:利用荆州黑麦转录组快速、高效地开发染色体特异标记。

5. 研究计划与进展

1.研究计划:

2013.7-2013.12分析黑麦转录组数据库与小麦基因组数据库,找出差异序列;

2014.1-2014.2查询这些差异序列的相关信息,根据这些信息开发对应的分子标记;

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