草菇基因组测序及遗传连锁图构建

论文摘要

本研究以福建主栽的草菇（volvariella volvacea）品种屏优一号（PY）的两个可亲和单孢PYd15和PYd21为实验材料,采用Solexa测序法对PYd21进行denovo sequencing（从头测序）,对PYd15进行re-sequencing（重测序）,并运用Soapdenovo软件对reads数据进行拼接组装。测序结果显示,草菇基因组约为37Mb,GC含量为48.52%。已拼接获得草菇基因组302个scaffolds（>1Kb）和2598个contigs,其中,scaffold N50为499679bp,contigN50为469816bp。运用针对真菌基因的软件Augustus （version2.1）预测获得11534个基因,基因序列总长度达到16.8Mb；通过Trf（Tandem Repeat Finder）软件预测串联重复序列,在基因序列上共找到了2184个Repeat区域；运用RepeatMasker和RepeatProteinMasker两种软件分别预测到1210个和1352个转座子；通过比对和预测,共获得了4个rRNA、176个 tRNA和46个snRNA。重测序结果分析显示,PYd15基因组序列相对参考序列PYd21存在着35389个SNP（single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性）位点和1132个InDe（insertion and deletion,插入缺失）突变位点,共有71条scaffold存在InDel突变,其中scaffold30上分布了最多（93个）的InDel位点。利用异常的pair-end比对信息进行SV（structure variation,结构变异）检测,获得了全基因组水平上的943个SV位点,其中,scaffold 133上分布了最多的SV位点（51个）。根据PYd15和PYd21的测序结果,本研究利用SV多态性开发共显性标记——SV分子标记,对杂交种PYd15-PYd21的192个后代单孢菌株进行检测,根据连锁交换规律绘制出一张包含10个遗传连锁群、密度较高的遗传连锁图,102个标记分布于10个连锁群,总长度为411.61cM,连锁群的长度范围为3cM-118.2cM,相邻标记间的平均遗传距离为4.03cM。结合solexa测序的组装结果,将scaffold序列定位在遗传图上,获得了覆盖全基因组大小的52.8%、19.65Mb的序列,最终将草菇全基因组组装成269条scaffold序列。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 文献综述
• 1.1 测序技术
• 1.1.1 Sanger法与化学裂解法
• 1.1.2 新一代测序技术
• 1.2 基因组研究进展
• 1.2.1 基因组及基因组学
• 1.2.2 全基因组测序的意义
• 1.2.3 真菌基因组测序研究进展
• 1.3 分子标记
• 1.3.1 第一代分子标记技术
• 1.3.2 第二代分子标记技术
• 1.3.3 第三代分子标记
• 1.3.4 分子标记在食用菌中的研究应用
• 1.4 遗传连锁图
• 第二章 草菇基因组DNA的提取及验证
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 供试菌株
• 2.1.2 生化试剂及溶液
• 2.1.3 PDA培养基
• 2.1.4 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 菌丝培养及收集
• 2.2.2 DNA提取方法
• 2.2.3 DNA质量检测
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 DNA浓度与纯度检测
• 2.3.2 完整性检测
• 2.3.3 细菌16SrDNA序列验证
• 2.3.4 草菇核DNA保守ITS序列验证
• 2.4 讨论
• 第三章 草菇基因组测序及序列分析
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 测序方法
• 3.2.2 denovo sequencing结果分析方法
• 3.2.3 re-sequencing结果分析方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 PYd21基因组序列框架分析
• 3.3.2 编码基因预测
• 3.3.3 重复序列注释和分析
• 3.3.4 Non-coding RNA
• 3.3.5 基因功能注释
• 3.3.6 PYd15重测序结果分析
• 3.4 讨论
• 第四章 构建作图群体和开发SV标记
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 菌株
• 4.1.2 SV标记开发序列
• 4.1.3 试剂及仪器设备
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 出菇
• 4.2.2 收集单孢
• 4.2.3 作图群体的获得
• 4.2.4 作图群体的验证
• 4.2.5 SV标记开发
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 单孢菌株群体的形态观察
• 4.3.2 单孢菌株验证
• 4.3.3 SV标记开发结果
• 4.4 讨论
• 第五章 遗传连锁图的构建
• 5.1 作图群体检测及统计
• 5.1.1 作图群体检测
• 5.1.2 检测结果统计
• 5.2 遗传连锁图的构建
• 5.2.1 作图方法
• 5.2.2 结果与分析
• 5.3 草菇全基因组序列的scaffold组装
• 5.4 讨论
• 参考文献
• 附录
• 附录一
• 附录二
• 附录三
• 致谢