落叶松杂种优势相关miRNA的初步研究

摘要

落叶松是重要的造林树种，其木材具有较高的经济价值。实践表明，落叶松种间杂交以及亲缘关系较近的种内杂交都能够产生有明显优势的杂种子代，这已经被广泛应用于落叶松的育种实践当中。但是由于落叶松作为林木，生长周期很长，对其杂种优势形成机理的研究国内外依然相对比较滞后。而microRNA(miRNA)早已被证实在植物的生长发育，胁迫应答以及其它很多生理生化反应中扮演着重要的角色。因此，本研究以日本落叶松亲本Larix13和Larix82，以及杂种优势明显的正交子代Larix82×Larix13-6和杂种优势不明显的反交子代Larix13×Larix82-21为材料，以miRNA为研究方向，希望能够从miRNA在不同材料中的差异表达的角度初步探索落叶松杂种优势形成的机理。主要研究结果如下:
　　 1.利用新一代高通量测序技术，对四个材料中的亲本以及正交子代进行了小RNA测序，共得到217个保守miRNA以及421个新预测的miRNA，这些小RNA的拷贝数从1到74835不等，其中有相当多数量的miRNA在亲本和子代中拷贝数有明显差异。
　　 2.对保守以及新预测的miRNA进行了靶基因预测，并对其靶基因进行了GO分析，结果表明这些注释主要集中于8个Cellular Component，10个MolecularFunction和15个Biological Process中，其中有最多靶基因参与的过程是结合binding, catalytic, cellular process以及metabolic process。
　　 3.利用颈环RT-qPCR的方法研究了部分保守以及新预测miRNA在亲本以及正反交子代中的表达情况，其中既有在优势子代中表达量明显高于亲本的，也有明显低于亲本的。
　　 4.对经过qPCR验证的部分miRNA的靶基因也进行了qPCR分析，结果发现多数靶基因与其所对应的miRNA的表达消长关系能够得到对应，然而也有部分不能对应。
　　 5.利用5' RACE的方法对miR166的靶基因HD-ZIP进行了剪切位点的验证。

目录

声明

摘要

第一章 前言

第一节 落叶松的研究基础

1．1．1 概述

1．1．2 地理分布以及生理形态特征

1．1．3 经济价值

1．1．4 落叶松的杂交育种以及分子生物学研究

第二节 植物miRNA研究现状

1．2．1 miRNA的生物学特征

1．2．2 miRNA的生物合成

1．2．3 miRNA的作用机制

1．2．4 植物miRNA的生物学功能

1．2．5 miRNA的研究方法

第三节 立题依据及研究内容

1．3．1 立题依据

1．3．2 研究内容

第二章 材料与方法

第一节 实验材料

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验试剂

第二节 实验方法

2．2．1 Solexa测序

2．2．2 已知和新预测miRNA的验证

2．2．3 miRNA靶基因的实时荧光定量PCR

2．2．4 miRNA靶基因的5’ RACE验证

第三章 结果与分析

第一节 Solexa测序

3．1．1 落叶松Solexa测序结果分析

第二节 miRNA的验证

3．2．1 miRNA的克隆测序

3．2．2 miRNA的RT-qPCR验证

第三节 miRNA靶基因的分析

第四节 5’RACE验证miRNA对靶基因剪切

3．4．1 miRNA166靶基因切割片段的5’ RACE扩增

3．4．2 miR166靶基因的剪切位点

第四章 讨论

第一节 植物的杂种优势

第二节 Solexa测序与落叶松miRNA的研究

第三节 miRNA在落叶松生长发育中的作用

第四节 落叶松中新预测的miRNA

第五章 结论

参考文献

致谢

个人简历