【摘 要】
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水稻是世界上重要的粮食作物之一,它作为稳定的食物来源养活了世界一半以上的人口。和小麦、玉米一样,水稻的基因和基因组呈现很高的保守性。同时水稻有一套相对较小的基因组,大概为420 Mbp,含有32,000到50,000个基因,较小的基因组以及较高的基因密度使得水稻成为谷类基因组研究中的模式生物,杂交水稻的产量比最好的水稻自交系品种要高出15%到20%左右。目前,水稻的两个主要亚种,粳稻和籼稻基因组图
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水稻是世界上重要的粮食作物之一,它作为稳定的食物来源养活了世界一半以上的人口。和小麦、玉米一样,水稻的基因和基因组呈现很高的保守性。同时水稻有一套相对较小的基因组,大概为420 Mbp,含有32,000到50,000个基因,较小的基因组以及较高的基因密度使得水稻成为谷类基因组研究中的模式生物,杂交水稻的产量比最好的水稻自交系品种要高出15%到20%左右。目前,水稻的两个主要亚种,粳稻和籼稻基因组图谱已经完成,对水稻的研究提供了巨大便利,本文利用成熟的转录组测序技术以及SNP分子标记,同时用生物信息学的研究方法鉴定出了杂交水稻中具有特异表达的等位基因。本次杂交实验的亲本为属于粳稻的“Ch1073”以及属于籼稻的“9311”,在杂交子代中我们共发现了 56,957个能用来鉴定ASE(等位基因特异表达)的SNP位点,这些SNP位点共覆盖了水稻基因组的12,000个基因,覆盖基因的数目达到了总基因数目的三分之一。在这12,000个基因中,我们利用卡方检验以及二项分布统计检验方法,共鉴定出5,000个具有特异表达的基因,占到水稻总基因数目的八分之一。同时在正反交子代中,我们找到了一些特殊类型的ASE基因,发现了 165个无论正反交均特异偏向亲本“931 1”表达的等位基因以及248个特异偏向亲本清糯特异表达的等位基因。同时还找到了 33个特异表达母本的等位基因以及23个特异表达父本的等位基因。在偏母以及偏父表达的ASE基因中,发现了很多基因都参与了对刺激、胁迫的响应过程以及生物合成过程。最后我们找到了7个印记基因,这些基因在子代中只表达来自母本的等位基因,而来自父本的等位基因沉默不表达。利用水稻基因组注释计划的网站,我们对这几个印记基因进行了基因注释,发现了一些印记基因和叶绿体内蛋白合成有关。我们用python编写了检测SNP以及检测杂交水稻中ASE的程序,这些脚本不仅能用于水稻中ASE的研究,同时也可以用于其他物种ASE的研究,这对以后的ASE检测提供了便利。最后,我们进一步展望了下一步的研究工作,希望能揭示出杂交水稻中等位基因特异表达的原理以及与杂种优势的关系。
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