海7124纤维/胚珠cDNA文库的构建、测序及EST分析

海7124纤维/胚珠cDNA文库的构建、测序及EST分析

论文摘要

棉花作为纤维的重要来源,是一种重要的经济作物,在世界经济中发挥着重要的作用。cDNA文库构建和筛选是基因克隆的重要方法之一,它是目前发现新基因和研究基因功能的基本工具,从cDNA文库中可以筛选到目的基因,并直接用于该基因的表达。本研究中构建了海7124-3到6DPA胚珠(含纤维)的cDNA文库,并从cDNA文库中随机挑取了1万多个单克隆进行5’端测序,得到了EST序列,并对EST序列进行功能预测与代谢分析、EST-SSR分析、定位及作图。1、海7124 cDNA文库的构建及随机测序利用clontech公司的SMART技术构建了海岛棉海7124-3~6DPA的胚珠(含纤维)的cDNA文库,从构建的海7124 cDNA文库中随机挑取了11,970个单克隆使用载体上的通用弓1物T7进行5’端测序,获得9,034条序列,利用chromas软件对测序得到的序列进行分析,一共获得8,783条>500bp序列。使用Cap3程序对经过分析后的序列进行拼接,获得3,505条Unigenes。将3,505条Unigenes分别与网上下载的陆地棉TM-1数据库中的32,190条EST序列进行BLASTn分析序列相似性,E-value≤1e-100,其中有1,110(31.67%)条EST在TM-1数据库中能找到相似性的序列,有2,395(68.33%)条在TM-1中找不到相似性的序列;再与网上下载的棉花的所有EST序列共281,233条进行BLASTn分析序列相似性,E-value≤1e-100,其中有3173(90.53%)条EST在棉花所有EST序列数据库中能找到相似性的序列,有332(9.47%)条在棉花所有EST序列中找不到相似性的序列。2、Unigenes的功能分析和代谢分析将获得3,505条Unigenes利用BLAST2G0在线软件进行功能分析和代谢分析,结果显示,在代谢途径分析中,有1574条(44.9%)EST有代谢途径的,其中碳水化合物代谢(314,19.9%)最多,其次是氨基酸代谢(246,15.6%);在功能分析中,将已知功能的EST按照细胞组分、分子功能和生物进程分为三大类,在细胞组分一类中,大多数被归类为细胞(cell,59%)和细胞器(organelle,26%)两类;在分子功能的分类中,结合(binding,41%)和催化活性(catalyticactivity,37%)居多;在生物进程的分类中,分为细胞进程(cellular process,30%)和代谢进程(metabolicprocess,26%)的比较多。3、EST-SSR标记的开发及定位将这3,505条Unigenes应用于EST-SSR分析,利用AutoSSR软件的分析获得了191条(11.38%)含SSR的序列,其中包含有208个SSR,利用primer 3在线对这191条EST序列中设计了52对SSR引物,首先对作图群体的亲本TM-1和海7124进行引物的筛选,检测设计引物的多态性,获得了23对有多态性的SSR引物,将有多态性的SSR引物再检测它们在海7124和TM-1回交群体BC1中的分离情况,除去分离结果不理想得5对引物,共有18对引物产生了19个多态位点,并分别定位到10条染色体上,再应用于BC1群体的图谱构建。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 第一节 cDNA文库的构建、发展及其应用
  • 一、cDNA文库的构建策略
  • 1、细胞总RNA的提取和mRNA的分离
  • 2、第一链cDNA的合成
  • 3、第二链cDNA的合成
  • 4、双链cDNA的修饰及克隆进入质粒或噬菌体载体并导入宿主中繁殖
  • 5、cDNA文库的质量评介
  • 二、cDNA文库的种类
  • 1、均一化cDNA文库
  • 2、差减cDNA文库
  • 3、固相cDNA文库
  • 4、微量RNA的cDNA PCR文库
  • 三、cDNA文库的发展
  • 四、cDNA文库的应用
  • 1、筛选与性状相关的重要基因
  • 2、结合芯片技术研究基因表达、基因结构分析
  • 3、cDNA文库有助于分子标记的开发
  • 第二节 表达序列标签及其应用
  • 一、EST技术的原理和方法
  • 1、EST的概念和原理
  • 2、EST获取方法和技术路线
  • 二、EST技术的应用
  • 1、用于构建基因组的遗传图谱与物理图谱
  • 2、用于电子定位克隆
  • 3、借以寻找新的基因
  • 4、用于研究生物群体多态性
  • 5、用于研究基因的功能
  • 6、有助于品种的改良
  • 7、促进基因芯片的发展
  • 第三节 生物信息学
  • 一、生物信息学的概念和特点
  • 1、生物信息学的概念
  • 二、国内外生物信息学的发展状况
  • 三、展望
  • 第二章 研究报告
  • 1、材料与方法
  • 1.1、植物材料
  • 1.2、方法
  • 1.2.1 棉花总RNA的提取
  • 1.2.2 cDNA文库的构建
  • 1.2.3 cDNA文库的测序
  • 1.2.3.1 质粒DNA的提取
  • 1.2.3.2 cDNA文库测序
  • 1.2.4 EST序列的获得
  • 1.2.5 Unigenes的获得
  • 1.2.6 序列间的相似性分析
  • 1.2.7 相似性序列功能注释
  • 1.2.8 SSR序列的获取
  • 1.2.9 EST-SSR引物的设计
  • 1.2.10 DNA提取、SSR扩增和电泳
  • 1群体中的分离情况'>1.2.11 EST-SSR引物的筛选和在BC1群体中的分离情况
  • 1.2.12 遗传作图
  • 2、结果和分析
  • 2.1、海7124 cDNA文库的构建
  • 2.1.1 RNA的提取
  • 2.1.2 cDNA文库的构建
  • 2.1.2.1 cDNA文库的构建
  • 2.1.2.2 海7124前期棉纤维/胚珠发育cDNA文库的质量鉴定
  • 2.1.2.3 cDNA文库插入片断的鉴定
  • 2.2 cDNA文库测序结果的分析
  • 2.3 Unigenes的获得
  • 2.4 序列间的相似性分析
  • 2.5 EST代谢途径分析
  • 2.6 EST功能分析
  • 2.7 海7124 EST的SSR发掘
  • 2.8 EST-SSR引物的筛选结果
  • 2.9 EST-SSR引物在海、陆回交群体间的分离情况
  • 2.10 EST-SSR遗传图谱的加密
  • 3、讨论
  • 3.1 cDNA文库的构建
  • 3.2 ESTs代谢分析和功能分析
  • 3.3 EST-SSR的发掘
  • 3.4 EST-SSR引物的多态率
  • 3.5 EST-SSR位点分布
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 附表1 试剂配方
  • 附表2 cDNA文库构建载体系列
  • 附表3 本研究中使用的EST-SSR引物
  • 致谢
  • 相关论文文献

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