花鼠(Tamias sibiricus)染色体水平基因组组装及比较基因组研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:error007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
花鼠(Tamias sibiricus)是分散贮藏鼠类,在较大范围内分散贮藏食物后再通过空间记忆和嗅觉找回利用。分散贮藏鼠类对于自身贮藏点的遗忘会导致部分种子逃脱被捕食的命运而建成幼苗,因而对森林更新具有重要意义。与集中贮藏鼠类相比,分散贮藏鼠类的空间记忆能力和嗅觉能力可能更强,对空间记忆能力和嗅觉能力的需求更高。到目前为止,对花鼠空间记忆和嗅觉能力的研究主要集中在生物学研究、生态学研究和种群研究等方面,而在基因组学方面的研究是空白。当前的研究主要关注鼠类贮藏行为与空间记忆的关系,而忽略空间记忆能力尤其是长时记忆以及嗅觉差异和进化对动物贮藏行为分化的影响。因此,利用全基因组研究鼠类空间记忆和嗅觉与贮藏行为分化之间的关系,对于深入揭示鼠类贮藏行为分化机制和适应性进化具有重要意义。研究通过对花鼠基因组测序的方式,获取染色体水平上的基因组,并对其空间记忆和嗅觉能力强的分子机制进行了进一步探究。本次实验采取二代数据(Illumina Nova Seq 2500)+三代数据(Pac Bio Sequel)+Hi-C数据(Illumina Hi Seq X Ten)混合组装对花鼠的基因组进行测序、组装和注释,并选取其它19种物种进行比较分析,提取出与花鼠空间记忆、嗅觉能力密切相关的基因,以此来探究分散贮藏鼠类可能的进化机制。其结果如下:(1)花鼠全基因组的测序和组装样本采集于内蒙古赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场的成年雌性活体花鼠的腿部肌肉以及心脏、肝脏、肾脏等组织和器官,对花鼠的基因组进行了从头测序和组装。测得花鼠的基因组数据为128.8 Gb,17 K-mer估测样本基因组大小约为3 Gb,测序深度为42.56 X。最终得到花鼠基因组大小为2.63 Gb,contig N50和scaffold N50的长度分别为9.42 Mb和172.61 Mb,BUSCO评估花鼠基因组的完整性显示为90.4%。(2)花鼠全基因组注释对花鼠基因组进行基因注释,测得重复基因序列为1,066,477,596 bp,占基因总序列的40.33%。注释了花鼠25,311个蛋白质编码基因,基因的平均长度为32,936.50 bp,编码基因的平均长度为4,850.84 bp,每个基因的外显子和内含子平均长度为171.85 bp、4850.84 bp,编码基因功能注释的比例为92.9%。(3)基因家族分析对花鼠与北美灰松鼠(Sciurus carolinensis)、欧亚松鼠(Sciurus vulgaris)、旱獭(Marmota marmota)、十三线地松鼠(Ictidomys tridecemlineatus)、北极黄鼠(Urocitellus parryii)、达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)、伊比利亚鼹鼠(Talpa occidentalis)、美洲跳鼠(Dipodomys ordii)、小鼹形鼠(Nannospalax galili)、白足鼠(Peromyscus leucopus)、拉布拉多白足鼠(Peromyscus maniculatus)、食蝗鼠(Onychomys torridus)、草原田鼠(Microtus ochrogaster)、大仓鼠(Cricetus griseus)、金仓鼠(Mesocricetus auratus)、大白鼠(Rattus norvegicus)、小白鼠(Mus musculus)、八齿鼠(Octodon degus)、裸鼹鼠(Heterocephalus glaber)共20个物种进行基因家族聚类分析,参与基因家族分析的基因共有433,351个,共得到20,952个基因家族,分析得每个基因家族有19.9个基因。花鼠基因家族扩张和收缩的情况,扩张的基因家族数量为1253个,收缩的基因家族数量为3738个。基于基因家族分析,将5277个单拷贝基因家族构建系统发育树,用于分析20个物种之间的亲缘关系和它们的分歧时间,从系统发育树得花鼠与旱獭、十三线地松鼠、北极黄鼠和达乌尔黄鼠的亲缘关系最近。(4)空间记忆和嗅觉相关基因基于花鼠功能注释基因得到与空间记忆和嗅觉相关的基因并进行聚类分析,找到19个与空间记忆相关的正选择基因以及8个与嗅觉相关的正选择基因,花鼠中与空间记忆有关的正选择基因:ABPP3、AP-2、AP-2、Bcl-2、CBP、CRTC2、CRTC1、HAT、HDAC4、HDAC8、NC、Notch1、SV2、Zbtb;与嗅觉有关的正选择基因:LOC102495989、LOC102852069、LOC101518345、LOC118602924、LOC100667746、OLFR572、LOC100346530和LOC103599277。上述基因得到正选择可能与分散贮藏鼠类具有较强的空间记忆能力和嗅觉能力有关。本次研究对花鼠基因组测序、组装与注释,为后续花鼠的进化研究打下了基础。研究了花鼠与啮齿目的一些物种之间的进化关系,并挖掘出与空间记忆和嗅觉的相关基因,便于后期研究空间记忆与嗅觉之间的关联以及两者对于鼠类贮藏行为的影响。
其他文献
<正> 方药:细辛15g,白芍、川芎各30g,菊花、葛根各20g.用法:水煎服,每日一剂。服药6剂停药3天,再服6剂为一疗程。疗效:经过3个月的治疗,本组500例中,临床治愈163例;显效274例;好转54例;无效9例。对临床治愈者和显效者进行了一年
期刊
在国内外教育改革的浪潮中,教学反思作为提高教师专业化水平的途径之一,对课程改革背景下的课堂教学产生了深远影响。研究从不同专业发展阶段的高中生物学教师的教学反思切入,分析了高中生物学教师进行教学反思的整体现状,探究了不同专业发展阶段教师的差异,最后从教师、学校、社会三个方面提出了建议。研究主要采用文献法、问卷调查法、访谈法和统计分析法等科学方法,分为五个部分:第一部分是导论。包括研究背景、研究现状、
学位
随着世界经济发展的步伐越来越快,对能源的需要量也将愈来愈大。石油作为一个巨大的能量产物,其供应量也在逐渐增加,这也必然会在石油开发和使用过程中产生一些泄漏和污染土壤的状况,同时由于资源利用程度的提高以及政府监督管理不力等因素,土壤环境污染的状况也将逐渐的加剧。所以在生态恢复中,土壤石油污染问题一直是一大难点。本研究课题通过植物修复与微生物修复结合的方法,在盆栽试验中将野大豆-根瘤细菌共生体系和筛出
学位
松柴由于发热量较高、挥发分多以及燃烧后烟气中还原介质丰富的优势,被作为传统陶瓷产品烧成的燃料,在中国陶瓷文化传承的历史长河中发挥了巨大的作用。气体燃料则由于热值较大、能量利用率较高、污染较小等特性被作为现代陶瓷工业的主要燃料,且现代燃气窑炉具有易于实现自动控制,能够量产陶瓷等优势。气柴混烧旨在结合两者的优势设计出一种新的陶瓷烧成方式,以低碳环保、节能减排的方式烧制出具有柴烧特性的陶瓷从而传承创新陶
学位
纹样作为一种神秘的文化符号,承载着大量的历史信息以及人文特色。赣州客家文化在其自身的历史发展中形成了各种不同的装饰纹样。赣州龙南栗园围香火龙文化是最具有特色的客家文化之一,其纹样也具备很强的代表性。香火龙纹样是客家文化的象征符号,它根植于赣州客家人的深层心理,承载着一代又一代人的历史记忆,具有很强的地域性与艺术性。受全球化的影响,很多地域文化逐渐失去自己的独特风貌,文化创意产品也有同质化的倾向,这
学位
本文以《尉迟造像记》魏碑字体作为研究对象,剖析其碑刻文字来了解其字型、笔形等特征,通过对其字体造型特征的提取与借鉴进行字体创新和包装应用的设计实践,从而探讨在当代社会中传统文化元素与字体设计相结合的更多可能性。
期刊
《普通高中生物学课程标准(2017版)》特别强调要“关注重要概念的学习”,指出学习重要概念是理解大概念的关键,也是提高生物学学科核心素养的重要途径,所以,如何教授生物学重要概念是教师的一项重要任务。而随着社会的迅速发展,以机械学习知识为主的浅层次学习已经无法满足对人才培养的要求,只有培养学生深度学习能力,才能满足时代发展的要求。同时,在深化教育教学变革的新时代背景下,生物学学科核心素养与深度学习的
学位
“魏碑体”即康有为所言的“真楷”,而其最广的涵盖范畴不外乎北朝的碑版,因此并不包括凉州体系,“北凉体”更不会纳入魏碑体系。写经书法出现的时间比“北凉体”要早,这在时间的序列上,“北凉体”根本不会影响到写经书风,从甘肃出土的铭石书迹来看,当时的“写经体”体式被吸纳,只能认为在一定时期,“北凉体”在体式上借鉴了“写经体”,但二者并不存在衍生的关系。“魏碑体”并不受“写经体”的影响,魏碑书体是在整个书体
期刊
教育部在2017年制定的《普通高中生物学课程标准》中将科学探究纳入生物学学科核心素养,并在教学建议中指出要想落实生物学学科核心素养,其关键之处是在于让学生在教师创设的问题情境中去探究、去交流、去主动学习。论证式教学是发展思维的同时深化科学认识的一种教学模式,是将论证从科学领域过渡到教学领域,让学生在课堂上如同科学家一样进行探究的过程。论证式教学鼓励学生站在科学家的角度上去发现、去推理、去实验、去质
学位
紫貂(Martes zibellina)广泛分布于北纬50°以北的针叶林和针阔混交林中,在中国仅新疆阿尔泰和东北长白山等北部地区存在。由于捕杀等人类活动,导致野生紫貂数量稀少,于1989年被中国列为国家一级重点保护野生动物。目前对紫貂的研究包括形态、生境、食性、繁育等方面。经研究,我们发现紫貂血液生化学的特点是血糖值较高,其空腹血糖浓度为10.8±0.95 mmol/L,显著高于人和其它食肉动物(
学位