柑橘自交不亲和相关基因鉴定及其演化
发布时间：2023-05-28 13:34
自交不亲和(Self-incompatibility,SI)是显花植物在长期进化过程中形成的抑制自交,促进异交,利于物种生存的重要机制。基于S-RNase(S-Ribonuclease)类型的SI在植物界中普遍存在,如蔷薇科、茄科以及玄参科,该类型SI以S-RNase为花柱S决定因子,SLF(S-locus F-box)为花粉S决定因子。柑橘是世界第一大水果,在国民经济中具有举足轻重的地位,属于芸香科柑橘亚族植物,其包含的柚类均具有自交不亲和性状,而宽皮柑橘以及其杂交种则普遍具有的自交亲和(Self-compatibility,SC)特性。但迄今为止,关于控制柑橘自交不亲和雌雄蕊决定因子仍未被克隆及鉴定。本研究通过细胞学、遗传学及离体生化实验首次克隆并鉴定到控制柑橘自交不亲和关键雌雄蕊决定因子;利用细菌人工染色体的方法获得S单体型基因组信息;此外利用柑橘基因组重测序数据系统地解析了柑橘亚族SI与SC的演化过程,以及SC与柑橘无融合生殖的关系。主要研究结果如下:1.柚类自交不亲和现象的生理特点分析为确定柚类是否具有SI现象,对不同柚类品种进行自交及杂交实验,结果表明HB柚、晚白柚、水晶蜜...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
第一章 文献综述
1.课题提出
2.植物自交不亲和研究进展
2.1 基于S-RNase类型的植物自交不亲和研究进展
2.1.1 雌蕊S决定因子的鉴定
2.1.2 S-RNase的“毒性”作用
2.1.3 雄蕊S决定因子的鉴定
2.1.4 多个SLF作为花粉S基因
2.1.5 雌雄蕊因子作用机制
2.2 植物自交不亲和性状的丢失过程
2.2.1 植物SI与 SC的关系
2.2.2 十字花科SI的丢失
2.3 果树自交不亲和研究进展
2.3.1 蔷薇科SI的研究
2.3.2 柑橘SI研究
3 本研究的目的和内容
第二章 柑橘核糖核酸酶家族全基因组分析
1 引言
2 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 杂交授粉以及核糖核酸酶活性检测
2.3 甜橙及克里曼丁中RNase T2 家族鉴定以及序列分析
2.4 多序列比对和系统进化分析
2.5 表达模式分析
2.6 重组蛋白表达及纯化
2.7 抗体制备及western杂交
2.8 体外花粉管培养及不亲和反应诱导
3 结果与分析
3.1 柚类具有自交不亲和性状
3.2 RNase T2 家族鉴定及基因结构特征分析
3.3 柑橘中RNase T2 家族系统进化分析
3.4 柑橘RNase T2 家族基因组织特异性表达
3.5 CgRNS3 的克隆以及功能分析
4 讨论
4.1 柑橘属柚类的自交不亲和性状
4.2 柑橘中的RNase T2 家族
4.3 柑橘中参与自交不亲和反应的S-RNase
第三章 柑橘自交不亲和雌雄蕊S决定因子鉴定
1 引言
2 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 转录组测序及S-RNase鉴定
2.3 S单体型测序及SLF鉴定
2.4 S-RNase及 SLF全长克隆及序列分析
2.5 定量以及进化树分析
2.6 柚群体S基因型鉴定以及杂交群体构建
2.7 体外花粉管培养及不亲和反应诱导
2.8 花粉管微丝骨架观察
2.9 S-RNase与 SLF的互作分析
3 结果与分析
3.1 转录组分析及S-RNase鉴定
3.2 柚群体S基因型鉴定
3.3 柚杂交群体S基因型分析
3.4 自交不亲和S-RNase功能验证
3.5 自交亲和突变Sm-RNase功能鉴定
3.6 S单体型筛选及SLF基因鉴定
3.7 SLF雄蕊决定因子分析
3.8 SLF与 S-RNase酵母双杂互作
4 讨论
4.1 柚类S-RNase基因
4.2 S-RNase作为柚类花柱S决定因子
4.3 S-RNase截短引起自交亲和表型
4.4 S单体型及相应的SLF基因
4.5 S-RNase单起源假说
第四章 柑橘S单体型变异以及SI-SC之间的演化
1 引言
2 实验方法
2.1 植物材料
2.2 基因组下载
2.3 S单体型鉴定及共线性分析
2.4 序列比对及Ka/Ks计算
2.5 S单体型多态性分析
3 结果与分析
3.1 柑橘S单体型鉴定
3.2 S-RNase与 SLF进化
3.3 柑橘SI-SC演化
4 讨论
4.1 柑橘的S单体型
4.2 柑橘SI与 SC的演化
第五章 总结与展望
参考文献
附录I 本研究中引物序列
附录II 转录组测序信息
附录III 柚群体S基因型统计
附录IV 柚 F1 后代S基因型
附录V1 53 份柑橘品种测序信息及S基因型
附录VI 攻读博士期间成果
致谢
本文编号：3824684
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
第一章 文献综述
1.课题提出
2.植物自交不亲和研究进展
2.1 基于S-RNase类型的植物自交不亲和研究进展
2.1.1 雌蕊S决定因子的鉴定
2.1.2 S-RNase的“毒性”作用
2.1.3 雄蕊S决定因子的鉴定
2.1.4 多个SLF作为花粉S基因
2.1.5 雌雄蕊因子作用机制
2.2 植物自交不亲和性状的丢失过程
2.2.1 植物SI与 SC的关系
2.2.2 十字花科SI的丢失
2.3 果树自交不亲和研究进展
2.3.1 蔷薇科SI的研究
2.3.2 柑橘SI研究
3 本研究的目的和内容
第二章 柑橘核糖核酸酶家族全基因组分析
1 引言
2 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 杂交授粉以及核糖核酸酶活性检测
2.3 甜橙及克里曼丁中RNase T2 家族鉴定以及序列分析
2.4 多序列比对和系统进化分析
2.5 表达模式分析
2.6 重组蛋白表达及纯化
2.7 抗体制备及western杂交
2.8 体外花粉管培养及不亲和反应诱导
3 结果与分析
3.1 柚类具有自交不亲和性状
3.2 RNase T2 家族鉴定及基因结构特征分析
3.3 柑橘中RNase T2 家族系统进化分析
3.4 柑橘RNase T2 家族基因组织特异性表达
3.5 CgRNS3 的克隆以及功能分析
4 讨论
4.1 柑橘属柚类的自交不亲和性状
4.2 柑橘中的RNase T2 家族
4.3 柑橘中参与自交不亲和反应的S-RNase
第三章 柑橘自交不亲和雌雄蕊S决定因子鉴定
1 引言
2 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 转录组测序及S-RNase鉴定
2.3 S单体型测序及SLF鉴定
2.4 S-RNase及 SLF全长克隆及序列分析
2.5 定量以及进化树分析
2.6 柚群体S基因型鉴定以及杂交群体构建
2.7 体外花粉管培养及不亲和反应诱导
2.8 花粉管微丝骨架观察
2.9 S-RNase与 SLF的互作分析
3 结果与分析
3.1 转录组分析及S-RNase鉴定
3.2 柚群体S基因型鉴定
3.3 柚杂交群体S基因型分析
3.4 自交不亲和S-RNase功能验证
3.5 自交亲和突变Sm-RNase功能鉴定
3.6 S单体型筛选及SLF基因鉴定
3.7 SLF雄蕊决定因子分析
3.8 SLF与 S-RNase酵母双杂互作
4 讨论
4.1 柚类S-RNase基因
4.2 S-RNase作为柚类花柱S决定因子
4.3 S-RNase截短引起自交亲和表型
4.4 S单体型及相应的SLF基因
4.5 S-RNase单起源假说
第四章 柑橘S单体型变异以及SI-SC之间的演化
1 引言
2 实验方法
2.1 植物材料
2.2 基因组下载
2.3 S单体型鉴定及共线性分析
2.4 序列比对及Ka/Ks计算
2.5 S单体型多态性分析
3 结果与分析
3.1 柑橘S单体型鉴定
3.2 S-RNase与 SLF进化
3.3 柑橘SI-SC演化
4 讨论
4.1 柑橘的S单体型
4.2 柑橘SI与 SC的演化
第五章 总结与展望
参考文献
附录I 本研究中引物序列
附录II 转录组测序信息
附录III 柚群体S基因型统计
附录IV 柚 F1 后代S基因型
附录V1 53 份柑橘品种测序信息及S基因型
附录VI 攻读博士期间成果
致谢
本文编号：3824684
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