玉米（Zea mays L.）是我國重要的糧食、飼料及工業(yè)原料作物,隨著耕地面積的減少、人口的不斷增加,玉米需求量也在增加。因此,提高單產(chǎn)、增加總產(chǎn)是我國玉米育種長期追求的重要目標(biāo)。葉片是玉米進(jìn)行光合作用的主要場所,葉片的大小和形狀等性狀是決定株型的重要因素。葉寬是葉型的主要農(nóng)藝性狀之一,解析玉米葉寬的遺傳規(guī)律及分子基礎(chǔ),對于減輕因提高玉米密度而導(dǎo)致個體間的庇蔭效應(yīng)起著重要的作用。本實驗是利用一對在葉寬性狀具有顯著差異的玉米自交系,選取F2群體中的極端個體進(jìn)行混池重測序,獲得兩混合池間差異的SNPs位點,作為調(diào)控葉寬的候選區(qū)域。通過生物信息學(xué)分析,對候選區(qū)域內(nèi)的SNPs位點進(jìn)行注釋,獲得與葉寬相關(guān)的基因,這些研究結(jié)果為葉寬相關(guān)基因的圖位克隆和分子機(jī)理解析、選育耐密性強(qiáng)的優(yōu)良玉米品種提供理論和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:1.以玉米寬葉自交系豫816和窄葉自交系豫667為材料構(gòu)建一個269株的F2群體。于2016年對玉米葉寬進(jìn)行表行鑒定,并從該群體中分別選擇15株極端寬葉和窄葉的植株組成寬、窄2個混合池及2個親本池。混池重測序結(jié)果表明:4個測序池中獲得17,612,209變異位點（SNPs... 

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 玉米葉片性狀的研究進(jìn)展
        1.1.1 玉米葉片的形態(tài)和結(jié)構(gòu)
        1.1.2 玉米葉片的發(fā)育
            1.1.2.1 葉原基的發(fā)育
            1.1.2.2 葉極性的建立
        1.1.3 植物激素與玉米葉片發(fā)育的關(guān)系
            1.1.3.1 生長素(IAA)與葉片發(fā)育的關(guān)系
            1.1.3.2 赤霉素(GA)與玉米葉片發(fā)育的關(guān)系
            1.1.3.3 細(xì)胞分裂素(CTK)與玉米葉片發(fā)育的關(guān)系
            1.1.3.4 油菜素甾醇(brassinosteroids,BR)與玉米葉片發(fā)育的關(guān)系
    1.2 分離群體混池重測序與基因的定位
        1.2.1 混合群體分離分析法的研究進(jìn)展
        1.2.2 混合群體分離分析法的影響因素
            1.2.2.1 定位的群體大小
            1.2.2.2 極端個體的選擇比例
            1.2.2.3 分子標(biāo)記的密度
        1.2.3 混合群體分離分析法在作物遺傳改良中的應(yīng)用
        1.2.4 分離群體混池重測序分析的優(yōu)越性
    1.3 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)、定位和克隆的控制葉寬的基因
2 引言
3 材料與方法
    3.1 實驗材料
    3.2 性狀調(diào)查
    3.3 混池重測序
        3.3.1 田間取樣
        3.3.2 玉米葉片DNA提取
        3.3.3 DNA混池重測序?qū)嶒灹鞒?br>        3.3.4 原始測序數(shù)據(jù)
            3.3.4.1 原始測序數(shù)據(jù)獲得
            3.3.4.2 原始數(shù)據(jù)過濾
        3.3.5 原始數(shù)據(jù)比對及質(zhì)量控制
            3.3.5.1 堿基含量分布
            3.3.5.2 測序深度分布
            3.3.5.3 插入片段分布
            3.3.5.4 比對信息統(tǒng)計
    3.4 SNP的差異分析
        3.4.1 變異位點檢測
        3.4.2 SNP-index的定義
        3.4.3 樣品SNP-index的過濾標(biāo)準(zhǔn)
        3.4.4 計算各個變異位點的SNP-index
        3.4.5 標(biāo)準(zhǔn)候選區(qū)域計算及注釋
            3.4.5.1 標(biāo)準(zhǔn)候選區(qū)域的計算
            3.4.5.2 候選區(qū)域的SNP位點進(jìn)行基因注釋
            3.4.5.3 對注釋到的基因進(jìn)行GO富集分析
            3.4.5.4 KEGG通路分析
4 結(jié)果與分析
    4.1 雙親及F2 群體表型分析
        4.1.1 雙親表型分析
        4.1.2 F2 群體表型分析
    4.2 混池重測序數(shù)據(jù)分析
        4.2.1 DNA濃度、純度檢測
        4.2.2 構(gòu)建測序文庫
        4.2.3 測序數(shù)據(jù)
            4.2.3.1 原始數(shù)據(jù)的過濾
            4.2.3.2 堿基質(zhì)量分布圖
            4.2.3.3 測序序列堿基的分布
            4.2.3.4 單堿基測序深度分布
            4.2.3.5 累積深度分布
            4.2.3.6 插入片段分布
    4.3 數(shù)據(jù)比對及質(zhì)量控制
        4.3.1 比對信息統(tǒng)計
        4.3.2 變異位點檢測
    4.4 混池重測序數(shù)據(jù)分析
        4.4.1 樣品SNP-index的計算
        4.4.2 標(biāo)準(zhǔn)候選區(qū)域計算及注釋
        4.4.3 候選區(qū)域的SNP位點進(jìn)行基因注釋
        4.4.4 對候選位點注釋進(jìn)一步篩選
    4.5 基因的功能注釋
        4.5.1 影響基因的功能注釋
        4.5.2 對注釋到的基因進(jìn)行功能注釋
        4.5.3 對候選基因的篩選
        4.5.4 對前人定位到的玉米葉寬QTLs信息的收集和整理
        4.5.5 對注釋到的基因進(jìn)行GO富集分析
5 結(jié)論與討論
    5.1 本實驗研究結(jié)果
    5.2 定位區(qū)間與前人研究的比較
參考文獻(xiàn)
ABSTRACT


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水稻顯性窄葉突變體Dnal1的鑒定與基因定位[J]. 桑賢春,林婷婷,何沛龍,王曉雯,廖紅香,張孝波,馬玲,何光華.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(09)
[2]我國西南地區(qū)玉米育種面臨的挑戰(zhàn)及相應(yīng)對策探討[J]. 潘光堂,楊克誠.  作物學(xué)報. 2012(07)
[3]玉米理想株型研究進(jìn)展[J]. 賈波,謝慶春,倪向群.  江西農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2012(04)
[4]遮蔭對兩個基因型玉米葉片解剖結(jié)構(gòu)及光合特性的影響[J]. 杜成鳳,李潮海,劉天學(xué),趙亞麗.  生態(tài)學(xué)報. 2011(21)
[5]一個新的水稻窄葉突變體的遺傳分析和基因定位[J]. 李娟,李東宣,甘樹仙,馮德黨,朱騫,熊海波,張小玲,陳麗娟.  分子植物育種. 2011(02)
[6]玉米o(hù)16基因回交滲入o2系的分子標(biāo)記輔助選擇[J]. 張文龍,楊文鵬,陳志偉,王明春,楊留啟,蔡一林.  作物學(xué)報. 2010(08)
[7]一個水稻動態(tài)窄葉突變體的鑒定和基因定位[J]. 曾生元,郭旻,李敏,孟慶彩,胡群,龔志云,顧銘洪,嚴(yán)長杰.  科學(xué)通報. 2010(21)
[8]我國玉米育種科技創(chuàng)新問題的幾點思考[J]. 戴景瑞,鄂立柱.  玉米科學(xué). 2010(01)
[9]春玉米葉片生長動態(tài)變化及其對種植密度的響應(yīng)[J]. 張福喜,蔡瑞國,張敏,李彥生,韓金玲,周印富,王文頗.  河北科技師范學(xué)院學(xué)報. 2009(02)
[10]植物葉發(fā)育的分子機(jī)理[J]. 嚴(yán)松,嚴(yán)長杰,顧銘洪.  遺傳. 2008(09)

博士論文
[1]擬南芥AtRRE1基因調(diào)控根發(fā)育研究[D]. 許恒皓.武漢大學(xué) 2011

碩士論文
[1]玉米葉型相關(guān)性狀QTL定位與分析[D]. 張志騰.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]玉米灰斑病抗性的QTL元分析和混池測序分析[D]. 王平喜.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[3]玉米葉寬和葉長性狀的QTL定位與分析[D]. 唐登國.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]利用不同F(xiàn)2群體定位玉米株型性狀的QTL[D]. 郭瑩.西南大學(xué) 2012
[5]玉米產(chǎn)量性狀QTL定位與株型性狀相關(guān)基因克隆[D]. 張偉強(qiáng).河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[6]水稻窄葉基因nal8的精細(xì)定位[D]. 孟慶彩.揚州大學(xué) 2011



本文編號：3684231