一、Functional Genomic Studies of Cotton Fiber Development（论文文献综述）
叶峥秀[1]（2021）在《棉花纤维发育相关基因GhGRAM31和GhTCP15的克隆和功能分析》文中提出棉纤维是单细胞研究的良好材料,解析其动态发育过程中的基因调控网络,发掘关键调控节点基因,才能应用于纤维品质改良。植物中含有GRAM结构域的成员参与生长发育和逆境响应过程,但其在棉纤维发育过程中的生物学功能鲜有报道。已有研究表明TCP转录因子参与调控纤维发育,但其作用机制尚不明晰。本研究主要论述了GhGRAM31和GhTCP15调控棉纤维发育的分子机制,以期为棉花纤维品质改良服务,主要研究结果分述如下:一、GhGRAM31参与调控棉纤维伸长本研究以四个棉种GRAM家族成员的全基因组鉴定为切入点,分析了陆地棉GRAM家族成员在纤维发育阶段的表达模式,并对陆地棉GhGRAM31在棉纤维发育阶段中的生物学功能和其作用机制展开了研究,取得的结果如下:1.在亚洲棉、雷蒙德氏棉、陆地棉和海岛棉四个棉种中总共鉴定到164个GRAM成员,根据聚类分析将这些成员分为两个亚家族。陆地棉GRAM成员在纤维发育阶段的表达模式分为四类,ClusterⅣ成员在纤维发育5-10 DPA纤维中优势表达,它们可能参与调控纤维伸长。其中GhGRAM31与拟南芥At GRE5同源,在10DPA纤维中表达优势最强,因此选择该基因进行后续研究。2.为了研究GhGRAM31在棉纤维中的生物学功能,构建了GhGRAM31干涉载体和超量表达载体并转化棉花。连续多年的重复试验检测发现,干涉株系纤维伸长受阻,成熟纤维显着变短,纤维品质变差,衣分降低,种子变小。而超量表达株系成熟纤维变长。3.为了研究GhGRAM31的表达调控网络,对关键基因的转录水平进行分析发现,GhGRAM31干涉材料纤维中CTL2和Ces A7上调表达,而CHIT3、SLR1和部分纤维发育相关转录因子下调表达,导致纤维发育调控网络紊乱,进而影响纤维发育。4.为了进一步发掘GhGRAM31的互作蛋白,从而了解基因的作用模式,通过酵母双杂交实验（Y2H）鉴定到GhGRAM31的互作蛋白为GhGRAM5和GhGRAM35,并通过pull-down、LCI和Bi FC实验对它们之间的互作关系进行了验证。同样的,发现GhGRAM5可以与GhTTG1互作,GhGRAM35可以与GhHD1和GhHOX1互作。通过双荧光素酶报告基因检测系统实验发现,GhGRAM31和GhGRAM35共表达可以增强GhHD1对下游靶标基因的转录激活作用。这些结果显示GhGRAM31可能通过参与GRAM成员和转录因子间复杂互作模块,来调节纤维发育。本研究提供了棉花GRAM家族成员信息,为纤维品质改良提供了大量候选基因资源。对棉花GhGRAM31抑制表达和超量表达株系的表型分析发现该基因正调控纤维伸长。揭示了GhGRAM31通过参与复杂的蛋白互作网络调控纤维发育的过程。二、GhTCP15调控棉纤维伸长和纤维细胞壁加厚植物特异的TCP转录因子参与植物进化和广泛的生物学过程,其可能位于多种信号通路中的中心调控节点,因此解析TCP转录因子的功能和机制能够丰富植物细胞网络。本研究对陆地棉纤维优势表达基因GhTCP15在棉纤维发育过程中的生物学功能和机制展开了深入研究,主要结果如下:1.克隆到陆地棉GhTCP15基因,其编码Class I TCP类转录因子,其蛋白序列与拟南芥At TCP15最同源。GhTCP15在10 DPA纤维中表达优势最强。为了研究GhTCP15在棉纤维中的生物学功能,构建了纤维优势表达的Gb EXPA2启动子驱动GhTCP15超量表达载体并转化棉花。连续多年的重复试验检测发现,超量表达株系纤维伸长受阻,成熟纤维显着变短,整齐度降低,短纤维指数提高。成熟纤维石蜡切片的统计结果显示,与对照材料相比,GhTCP15超量表达株系的成熟纤维细胞壁厚度显着增加。2.为了研究该基因的调控机制,创制了融合GFP标签的GhTCP15超量表达转基因棉花,并进行ChIP-seq实验。经过分析得到GhTCP15潜在的结合顺式元件,为GTGGGNCC,这与拟南芥ClassⅠTCP识别的核心序列一致,表明TCP转录因子结合序列具有很强的保守性。3.为了研究GhTCP15的表达调控网络,对GhTCP15纤维特异超量表达株系与野生型10 DPA同时期的纤维进行比较转录组学分析,鉴定到830个差异表达基因,这些差异表达基因主要富集在细胞壁和次生壁相关过程。其中139个差异表达基因的启动子上具有GhTCP15潜在的结合顺式元件,这些基因也富集在细胞壁和次生壁相关过程。4.通过ChIP-q PCR、酵母单杂交和LUC实验发现,GhTCP15可以结合到细胞壁松弛基因GhEXPA1的启动子上,发挥促进GhEXPA1转录活性的功能。5.为了进一步发掘GhTCP15的互作蛋白,从而了解基因的作用模式,通过Y2H实验对于GhTCP15的互作蛋白进行了鉴定,鉴定到的互作蛋白中包括ClassⅠ类TCP转录因子GhTCP8和ClassⅡ类TCP转录因子GhTCP4,并通过LCI和Bi FC实验验证GhTCP15与GhTCP8、GhTCP15与GhTCP4之间的相互作用关系。GhTCP15可能与其他ClassⅠ类或ClassⅡ类TCP转录因子互作形成二聚体,协调调控细胞壁相关基因的转录,从而影响纤维伸长和纤维细胞壁加厚。总之,通过ChIP-seq和转录组的结合分析,我们发现GhTCP15可能通过直接影响细胞壁相关基因的表达来调控棉纤维的伸长和细胞壁加厚。此外GhTCP15可能与GhTCP4和GhTCP8等因子相互作用来精细协调棉纤维网络。这些结果表明GhTCP15在纤维发育过程中具有重要功能。
祁博文[2]（2021）在《陆地棉和海岛棉纤维品质差异形成的分子机制研究》文中认为棉花是我国重要的经济作物,是天然可纺织纤维的主要来源。陆地棉（Gossypium hirsutum）和海岛棉（Gossypium barbadense）是目前最主要的四倍体栽培棉种,两者是同一起源、独立驯化的关系。陆地棉产量高,适应性好,海岛棉纤维品质更加优异,但产量却不高。陆地棉与海岛棉在进化与驯化过程中纤维品质差异形成的分子机制还有待深入研究。为此,我们收集了4个陆地棉（TM-1、4005、J220、XLZ42）和3个海岛棉（Hai7124、R4-4、3-79）的纤维发育不同时期的样品,使用转录组测序技术从多个维度比较海岛棉与陆地棉在纤维发育过程中基因表达的差异。本文将转录组测序数据比对到参考基因组,比较不同材料纤维发育不同时期的基因转录表达水平。在陆地棉和海岛棉大部分组织中,亚组部分同源基因表现出D亚基因组的表达偏好性。3个海岛棉或4个陆地棉之间共有的产生偏好的直系同源基因较少,表明不同的陆地棉或者海岛棉材料亚组表达偏好存在差异性。层次聚类分析进一步显示陆地棉和海岛棉的基因偏好表达模式分成了2个大簇,10 DPA的XLZ42和20 DPA的3-79还具有相当多独有的偏好A或D亚基因组表达的基因。有461个和838基因分别在陆地棉和海岛棉10 DPA和20 DPA纤维中表现出截然不同的偏好性,表明部分纤维发育相关的基因在陆地棉与海岛棉独立驯化过程中发生了功能分化。通过比较陆地棉与海岛棉纤维表达基因的组织特异性与时序差异,我们发现有703个基因只在TM-1中特异表达,不在Hai7124中表达;有623个基因只在Hai7124中特异表达而不在TM-1中表达。另外,有6791个基因表现出了不同的时空表达模式。在TM-1中有346个基因在10 DPA优势表达,在Hai7124中推迟到了20 DPA;279个基因在10 DPA时优势表达,在Hai7124中推迟到了25 DPA;367个基因在20 DPA时优势表达,在Hai7124中推迟到了25 DPA。将这992个延迟表达的基因比对到KEGG通路数据库中发现这些基因广泛参与了半乳糖代谢、蔗糖和淀粉代谢、糖异生/糖酵解、脂肪酸代谢和合成以及各种植物激素的信号转导等代谢和调控途径。对三个重要基因的qRT-PCR的验证表明其表达趋势与分析结果一致。通过WGCNA分析,鉴定了与10 DPA、20 DPA和25 DPA对应的关键模块和枢纽基因:在TM-1中,10 DPA对应黑色模块,其中有1013个基因,包含101个转录因子;20DPA对应黄色模块,其中有3700个基因,包含211个转录因子;25 DPA对应红色模块,其中有1430个基因,包含138个转录因子。在Hai7124中,10 DPA对应棕色模块,其中有4948个基因,包含189个转录因子;20 DPA对应绿色模块,其中有2400个基因,包含129个转录因子;25 DPA对应蓝色模块,其中有5046个基因,包含781个转录因子。我们进一步比较了枢纽基因在陆地棉与海岛棉纤维模块中的分布,发现20 DPA时,Hai7124中的三个枢纽基因在TM-1中依然对应20 DPA,且具有较高的权重值（0.9～0.95）;10DPA时,Hai7124中的三个枢纽基因在TM-1中均对应5-10 DPA,权重值为0.87～0.95;25DPA时,Hai7124中的三个枢纽基因在TM-1中分别对应0-1 DPA、1 DPA和5 DPA。总的来说,本研究通过转录组测序手段,系统比较陆地棉和海岛棉种间的同源表达偏好、直系同源基因时序表达和共表达调控网络这三方面的差异性,探明陆地棉和海岛棉纤维品质差异形成的关键基因及其分子调控网络,为棉纤维改良研究提供重要的基因资源。
余静文[3]（2021）在《基于全基因组重测序解析新疆海岛棉遗传变异及纤维性状相关基因的挖掘》文中提出海岛棉（Gossypium barbadense L.）是世界上广泛种植的栽培棉之一,因其在纤维品质和抗病性等性状上的突出表现而受到人们的广泛关注。近年来,随着测序技术快速发展,测序成本的降低,基因组学的相关研究进入了高通量、高精度的新时期。基于新型测序技术的海岛棉高质量基因组组装已经完成,而利用高通量的重测序可实现对海岛棉群体的精细分析和基因定位,并为海岛棉基因组资源的高效利用创造条件。新疆自治区是我国目前唯一的海岛棉生产基地,利用分子标记探索新疆棉区自育海岛棉群体遗传变异特点,鉴定具有遗传改良价值的关键基因对加速新疆海岛棉育种进程有着重要意义。本研究对240份海岛棉材料进行了高通量重测序,构建海岛棉的高精度基因组变异图谱,并利用鉴定的遗传变异多态性解析该海岛棉群体的结构和连锁不平衡特点。对12个重要的性状进行表型鉴定和全基因组关联分析,为海岛棉分子生物学研究和遗传改良提供重要遗传信息,主要研究内容和结果如下:1.对220份新疆自育海岛棉资源和20份其它棉区的海岛棉种质资源进行重测序。共获得6.34 Tb的测序数据。通过与基因组的序列比对和群体变异检测,共鉴定到3632231个高质量的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和221354个片段的插入缺失（Insertion-deletion,In Del）。2.利用系统发育分析、主成分分析（Principal components analysis,PCA）和STURUCTURE分析等方法对该群体进行群体结构预测,发现240个海岛棉材料大致分为5个亚群,其中新疆海岛棉群体大致由4个亚群组成。新疆之外,包括美国、埃及、东亚国家、我国云南和海南等地的海岛棉种质资源单独聚类,并与新疆自育海岛棉存在一定的遗传距离。说明新疆海岛棉逐渐形成了独具特色的海岛棉资源类型。3.海岛棉不同亚群间性状表型变异丰富,特别是纤维品质性状。群体遗传学发现,不同亚群间的遗传多样性差异不明显,国外海岛棉种质资源的遗传多样性整体水平高于新疆海岛棉。连锁不平衡（Linkage disequilibrium,LD）分析发现,新疆海岛棉种质资源的LD水平高于陆地棉和亚洲棉,且At亚组的LD衰减距离大于Dt亚组。4.分别在两个试验点对12个重要的棉花性状进行连续两年的表型鉴定,利用统计分析计算性状间的相关性以及广义遗传力（Broad-sense heritability,BSH）,并对表型的多样性进行分析。极显着正相关的性状有单铃重与皮棉和籽棉产量、衣分与皮棉产量、株高与皮棉和籽棉产量、株高与第一果枝节位和单株铃数,以及单株铃数与皮棉和籽棉产量。极显着负相关的性状有第一果枝节位和皮棉产量、衣分、单株铃数。总体看来,纤维品质性状之间的相关性强于产量性状。BSH的变化范围为0.17（单株铃数）至0.57（衣分）,其中纤维品质性状的遗传力水平整体来看高于产量性状,可见纤维产量更易受到环境因素的影响。5.用表型数据的最优线性无偏估计（Best linear unbiased prediction,BLUP）值与基因型数据进行全基因组关联分析（Genome-wide association studies,GWAS）,基于较严格的阈值（p<0.05/n）共鉴定了168个显着相关核苷酸多态性位点（Single nucleotide polymorphism,SNP）。基于建议相关的阈值（p<1/n）共鉴定了2645个SNP。所鉴定的SNP在基因组上分布不均匀,其中D11号染色体的SNP最多,其次为A07染色体。Dt亚组的SNP数量多于At亚组。对于研究的性状而言,鉴定到的纤维强度关联信号最多,其次是衣分,而籽棉产量和第一果枝节位没有鉴定到显着的关联信号,这可能与性状本身的复杂性和对环境因素的敏感性等因素有关。6.基于上述关联分析结果,利用连锁不平衡系数、基因功能注释和RNAseq等方法筛选候选基因,并用不同纤维强度或衣分表型的海岛棉材料进行q PCR表达分析。鉴定出3个与纤维强度相关的候选基因,包括编码酪蛋白激酶I的基因GB＿D11G34371、编码微管相关蛋白的基因GB＿D11G3460和GB＿D11G3471;1个与衣分相关的重要候选基因GB＿A07G1034,该基因编码一种受BRs调节的受体激酶。综上所述,本研究利用重测序完成了海岛棉群体的基因分型,解析了海岛棉的群体结构、连锁不平衡和遗传多样性等特征。并对新疆海岛棉12个重要的性状进行了GWAS分析,其中纤维强度和衣分性状鉴定到了较多的稳定关联SNP。着重分析以上两个性状的关联结果,最终筛选到了2个与纤维强度相关和1个与衣分相关的候选基因。为海岛棉遗传改良提供重要理论基础和目的基因。
张驰[4]（2020）在《陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证》文中提出棉花是重要的经济作物,也是研究多倍体起源、进化和驯化的理想物种。陆地棉作为棉花主要的栽培种之一,其纤维品质和产量的遗传作用机理一直是研究的热点。棉花纤维是由单个表皮细胞发育成的毛状体,几乎由纯纤维素组成,同时也是研究细胞伸长和细胞壁修饰的理想单细胞模型。本研究利用355份陆地棉品种（系）所组成的自然群体以及纤维长度相关的F2和F2:3作图群体,通过收集其纤维品质和产量的表型数据,利用基因型数据（包括全基因组重测序和SLAF简化测序技术获得的SNPs）,定位了纤维产量和品质相关的优异变异位点,鉴定出相关候选基因并对基因功能进行了初步验证,包括基因在拟南芥中的过表达、病毒诱导基因沉默（VIGS）在棉花中的瞬时表达和棉花中的基因编辑等。本研究探索了纤维品质和产量的遗传基础与分子机理,为棉花纤维品质和产量的改良提供依据。主要结果如下:1.对355份陆地棉材料进行多年多点的种植,收集11个环境下的五项纤维品质相关性状和两个产量相关性状,包括:纤维长度（Fiber Length:FL）,纤维强度（Fiber Strength:FS）,纤维整齐度（Fiber Uniformity:FU）,马克隆值（Fiber Micronaire:FM）,纤维伸长率（Fiber Elongation:FE）,衣分（Lint Percentage:LP）和单铃重（Boll Weight:BW）。对表型数据的统计分析发现7个纤维品质和产量的性状均存在显着的表型变异,且数据均呈现正态或近正态分布;Pearson相关性分析结果显示,FM与其它6个性状呈显着负相关,而其余6个性状间均为正相关关系;遗传力分析表明,7个纤维品质和产量性状的遗传力都普遍较高,介于59.4%～91.6%之间,表明基因型对这几个性状有很大影响,适合进行后续的关联分析。2.用355份陆地棉的简化测序数据与8个环境下纤维长度的表型数据进行全基因组关联分析（GWAS）,共筛选到14个与纤维长度显着关联的SNP位点,分别分布在6条染色体（A03、D02、D03、D04、D09和D11）上。其中,位于D03染色体上的两个显着SNP位点（D0341720764和D0341721072）与纤维长度关联最显着,表型变异解释率介于13.13%～14.37%之间。单倍型分析发现这两个SNPs都存在AA和TT两种单倍型,在8个环境的表型数据中发现携带AA单倍型的材料的纤维长度均显着短于携带TT单倍型的材料。在纤维长度相关的家系群体中进行连锁作图分析,发现在F2和F2:3群体中均检测到2个显着的QTL（qFL-D03-1/2和qFL-D08-1/2）。根据SNP的物理位置,我们发现GWAS和连锁作图在D03染色体上都检测到一个可以解释相对较高表型变异的重叠区域,表型变异解释率分别为13.75%和19.28%,这表明该区域很可能存在控制纤维长度性状的主效位点,并结合基因组注释信息筛选到候选基因GhD03G1338（F2KP）进行后续的功能验证。3.从开花前3天到开花后20天的材料中进行qRT-PCR实验发现,GhF2KP在陆地棉标准系TM-1和长短纤维材料中有明显的表达量差异;同时在拟南芥中过表达该基因,发现GhF2KP可促使拟南芥的叶片表皮毛密度显着增加,主根显着增长。利用VIGS技术沉默该基因,发现在不同材料中抑制GhF2KP的表达后,其纤维长度存在不同程度的变短,且在长纤维材料中这一现象更为明显。综合以上结果推测GhF2KP可能参与棉花纤维细胞伸长的正向调控。4.利用355份陆地棉的全基因组重测序数据与11个环境下的纤维品质和产量性状进行全基因组关联分析,得到与相关性状显着关联的标记位点,发现阈值（-logP>5）以上的标记数目为1,825个,阈值（-logP>6）以上的标记数目为361个。其中10个SNP位点同时在多个纤维性状里被显着关联到,说明了控制纤维品质的基因具有多效性。位于A10染色体上的SNP标记GhirA10114618736在多个环境中同时与纤维长度和强度两个性状显着关联。绘制LD block并结合基因组注释、基因表达量等数据,在距该标记78.7 kb范围内定位到与之紧密连锁的基因GhTBL38,将其作为候选基因进行后续功能验证。5.GhTBL38在棉纤维伸长阶段（5 DPA）优势表达,且长纤维材料中GhTBL38的表达量显着高于在短纤维材料中的表达量。在拟南芥中过表达该基因,发现相比于野生型,过表达株系叶片绒毛明显变密。在棉花中进行基因编辑后,在T1代植株中观察株系发生不同程度的变异,其中一个株系出现晚花表型且在胚珠的5 DPA时期纤维突起呈塌陷状,但更加密集,这些证据表明GhTBL38参与了陆地棉纤维长度的调控。本研究利用GWAS、简化基因组测序等第二代高通量测序手段,在自然群体和遗传群体中分别鉴定到155和434个与纤维长度、强度相关的位点,结合基因表达量和功能注释,筛选到2个纤维长度相关的候选基因（GhF2PK和GhTBL38）,进一步通过拟南芥转化、棉花VIGS、基因敲除等手段验证基因GhF2PK和GhTBL38对纤维长度有正向调控作用。本研究为解析棉花纤维发育的遗传机理提供了研究基础,为明确GhF2PK和GhTBL38基因的分子调控机制提供了试验依据,为棉花的高产优质育种提供了理论支持。
何守朴[5]（2020）在《外源渐渗对栽培陆地棉群体分化和纤维品质的影响》文中研究指明种间杂交拓展了作物的遗传多样性并改良了关键性状。栽培陆地棉（Upland cotton）是全世界最重要的经济作物之一,是纺织工业主要的天然纤维原料。理解外源渐渗在陆地棉生态适应性和纤维品质等性状形成和改良过程中的作用,对辅助当前陆地棉育种工作具有重要的理论指导意义。本研究以两个陆地棉种质群体为研究对象,通过系统地解析遗传多样性和群体结构特征,结合外源渐渗片段分析和关联分析结果,从全基因组层面揭示了外源渐渗对栽培陆地棉亚群分化和纤维品质性状改良的影响。主要结果如下:利用RAD-seq简化基因组测序对582份四倍体棉进行遗传多样性和群体结构分析发现,半野生棉群体的遗传多样性(π=0.041×10-3)要高于栽培种群体(π=0.022×10-3)。半野生棉群体内部基因型混杂,与先前划分的7个地理种系并不吻合。虽然栽培陆地棉内部遗传多样性整体偏低,但可以明显划分出2个亚群。其中亚群Group-2的品种主要来自较高纬度地区,具有明显的早熟特征。而亚群Group-1的材料则主要来自较低纬度地区。通过比较亚群之间的序列差异,发现Group-1和Group-2两个亚群的分化分别是由A08和A06两条染色体上大范围的的单体型多样性造成。全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）确认了A06染色体变异区间中存在与生育期密切关联的位点。因此,推测这两条染色体的大规模变异可能与陆地棉的生态适应性形成有关。基因型分析发现A06和A08染色体上全部已知单体型均在半野生棉中形成,而这些单体型则可能通过两种模式遗传给栽培陆地棉:（1）不同的单体型独立遗传给不同的栽培陆地棉祖先;（2）某一种单体型遗传给一种栽培陆地棉祖先,而其他单体型则是后期通过人为（或天然）杂交从半野生棉渐渗到栽培种中。随着我国棉花栽培区域整体向新疆转移,保持陆地棉栽培种内A06和A08染色体的多态性将有利于保存陆地棉种质广泛的环境适应性,同时为进一步鉴定和克隆适应性基因提供了理论依据。对1245份栽培陆地棉8个环境纤维品质数据进行关联分析,分别鉴定到4个与纤维长度（FL2、FL3、FL4和FL5）、3个与纤维强度（FS1、FS2和FS3）和3个与纤维伸长率（FE1、FE2和FE3）相关的位点。其中FL3和FS2,以及FL5和FS1是同时调控纤维长度和纤维强度的一因多效位点（称为FL3/FS2,FL5/FS1）。在这些位点中,FL3/FS2、FL4和FS3为本研究首次报道。在群体中分布频率最高的是FL2（>75%）,FL4和FL5/FS1分布频率均低于25%,而FL3/FS2和FS3的频率更低（<10%）。低频的优异等位变异普遍对性状有更高的改良效应,如FL3/FS2对纤维长度和纤维强度的改良效应达到15%,而FL2对纤维长度的改良效应仅为4.3%。该结果表明,由于绝大部分陆地棉种质仅携带FL2位点的优异等位变异,而改良效应更高的FL3/FS2仅存在于少量优质渐渗系材料中,从而导致陆地棉优质育种缺乏可利用的基因资源,造成了目前陆地棉纤维品质的改良瓶颈。通过系统分析13个外源棉种在2927份陆地棉种质资源中的渐渗事件发现,在陆地棉中累积渐渗片段最多的3个棉种分别是四倍体海岛棉（G.barbadense）、二倍体亚洲棉（G.arboreum）和瑟伯氏棉（G.thurberi）。该结果与陆地棉远缘杂交历史记载吻合,即海岛棉和源自“陆地棉-瑟伯氏棉-亚洲棉”三元杂交种的Pee Dee系列种质可能是陆地棉纤维品质改良关键的外部基因源。结合纤维品质的全基因组关联分析结果发现,陆地棉纤维品质优异等位变异来源广泛。其中控制纤维长度的FL2和同时控制纤维长度和纤维强度的FL5/FS1,以及控制纤维伸长率的全部三个优异等位变异（FE1、FE2和FE3）片段均直接来源自半野生棉;控制纤维长度的FL4可能是一个发生在基因NAC029（A10G233100）外显子上引入终止密码子的单碱基突变,该突变发生在栽培陆地棉群体;而两个具有较大纤维品质改良效应的优异等位变异FL3/FS2和FS3则分别来源自亚洲棉和瑟伯氏棉渐渗。本研究还发现,虽然栽培陆地棉基因组上存在大量的海岛棉渐渗片段,但上述优异等位变异均不是源自海岛棉。推测远缘杂交导入了大量的海岛棉片段到栽培陆地棉基因组中,然而可能仅有少量优质纤维品种存在海岛棉优异等位变异。优异等位变异的聚合效应分析表明,凡是携带了FL3/FS2和FS3的材料纤维长度和强度均显着优于其他材料。因此我们提出这两个新鉴定到的优异等位变异可能是突破目前陆地棉纤维品质改良瓶颈的关键。然而由于远缘杂交普遍造成的连锁累赘（linkage drag）效应,且这两个位点所在的染色体区间范围较大,导致携带这些优异等位变异的材料在产量和生育期方面存在劣势。未来不仅需要通过大群体精细定位明确这些位点的关键变异和基因（causal variations/genes）,打破不利连锁。还需要对陆地棉其他关键性状进行深入剖析,通过整体分析目标性状的聚合效应,筛选出品质、产量和适应性兼顾的优异等位变异组合用于指导棉花分子育种。
张书亚[6]（2020）在《基于多组学技术揭示S-木质素与纤维品质的关系》文中指出棉花是世界上重要的经济作物之一,能够为纺织工业提供优质的天然原料。木质素作为构成棉纤维的重要成分之一,含量仅次于纤维素。在次生壁增厚的过程中,木质素作为一种主要物质填充于纤维素骨架中。木质素具有H、G和S型三种不同的木质素结构单元,在棉纤维的形成中起着关键作用。然而木质素在棉纤维中的合成机制以及它与棉花纤维品质之间的关联尚不清楚。本研究中,基于对陆地棉（Gossypium hirsutum）重组自交系群体高强亲本、低强亲本、正向超亲子代和负向超亲子代的转录组数据的分析,筛选到参与木质素生物合成的候选基因。通过qRT-PCR鉴定了候选基因在纤维发育各时期表达量,该结果与转录组数据基本一致。从陆地棉基因组中共鉴定出与木质素合成相关的9个基因家族62个基因,包括9个PAL、4个C4H、1个C3H、7个COMT、2个F5H、6个CCoAOMT、14个4CL、7个CCR和12个CAD。木质素合成通路中限速酶肉桂醇脱氢酶（CAD）,在陆地棉、海岛棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉的基因组中分别有20个、17个、13个和12个。同一基因家族的旁系基因的FPKM值差异极大,表明它们的表达水平具有显着差异。转录组数据分析结果表明同一基因家族的旁系基因在纤维发育阶段呈现出特定的表达模式。为了研究木质素合成的分子机制,本实验研究了木质素单体合成过程中重要的限速酶——肉桂醇脱氢酶基因家族的系统发育进化和基因结构。结合上述结果,推测GhCAD7在调节木质素的生物合成中发挥着重要作用,S-型木质素和G-型木质素的比例对棉纤维品质具有重要的影响。最后,木质素通路小分子代谢物含量的统计分析结果显示位于S-型木质素合成分支的芥子酸、芥子醇和芥子醛为标记化合物。推测这三种化合物所在的S-型木质素合成分支可能在纤维品质的形成中扮演着重要的角色。本研究为区分不同品质的棉纤维材料提供了新的方法,也为探究木质素合成途径和木质素与纤维品质的关系的进一步研究阐明奠定了基础。
王晓阳[7]（2020）在《亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定》文中研究指明棉花纤维根据其长度可以分为长绒（Lint）和短绒（Fuzz）。目前对棉花纤维的研究主要集中在长绒的发育方面,而对短绒发育的研究鲜有报道。二倍体亚洲棉是研究纤维发育的理想模式棉种。开展亚洲棉光籽（无短绒,Fuzzless）种质的遗传多样性研究,对理解棉花纤维发育机制具有重要的理论意义和育种价值。本研究以215份亚洲棉自然群体以及其中的一个无短绒突变体（GA0149）及其野生型（GA0146）为材料,利用传统遗传学、全基因组关联分析（genome-wide association studies,GWAS）及分子生物学等方法,鉴定到控制短绒发育性状的候选基因Ga FZ,并详细地研究了Ga FZ的作用机制。具体结果如下:（1）亚洲棉光籽（无短绒）性状的遗传学分析利用55份亚洲棉（Gossypium arboreum）短绒突变体材料作为母本与同一父本材料石系亚1号分别进行杂交,获得55个F1群体,并进行光籽性状显隐性遗传分析,然后选择其中15个F1进行自交,获得相应F2群体并进一步分析光籽性状的分离规律。结果表明,37.5%的光籽材料呈显性遗传,62.5%的光籽材料为隐性遗传;GA0149和横峰铁籽材料光籽性状受显性单基因控制,常紫1号光籽性状受隐性单基因控制,大部分材料的光籽性状均由两对基因控制,并且存在基因互作和显性上位效应,其中8份材料控制光籽性状的基因具有显性抑制作用,4份材料控制光籽性状的基因具有互补效应。数量性状间的相关性分析表明光籽性状与叶茸毛呈显着负相关,部分组合光籽与衣分呈负相关性,在一些杂交组合中光籽性状与叶面积呈正相关,与棉酚数呈负相关。（2）亚洲棉种子短绒和叶茸毛性状的GWAS分析本研究调查了215份亚洲棉自然群体的光籽和叶茸毛性状,利用群体的SNP、插入/缺失标记（Insertions and Deletions,In Dels）和拷贝数变异（Copy Number Variation,CNV）标记进行全基因组关联分析（GWAS）。结果鉴定到19个与叶茸毛显着关联的SNP位点、39个与种子短绒性状显着关联的SNP位点、一个同时与叶茸毛和短绒性状显着关联的大片段的缺失(lar INDELFZ)。其中lar INDELFZ与SNP关联的最高位点(SNPFZ)重合,均位于Chr8号染色体末端约600kb的GWAS区间,说明该区间与光籽性状和叶茸毛性状密切关联。该区间共包含8个基因,与短绒性状相关联的强信号SNPFZ(-log10P=18.95,Chr08:862,509 bp)位于一个编码凯氏带膜蛋白（CASP）基因（Ga08G0117）的内含子中,而lar INDELFZ(-log10P=33.60,Chr08:～885,000 bp)则位于一个未知基因Ga08G0121（命名为:Ga FZ）的上游区域,两者距离～17Kb,群体分型结果表明lar INDELFZ标记更可能显着与叶茸毛和短绒性状相关。（3）lar INDELFZ插入片段的序列特征及其与性状的连锁关系为了明确插入片段的精确位置,在Chr8染色体的～880 kb至～903 kb区间设计了19对连续的重叠引物,以短绒突变体GA0149(包含lar INDELFZ)及其野生型GA0146(不含lar INDELFZ)基因组DNA为模板分别进行扩增,发现仅有SV6号引物扩增片段存在差异。随后分析发现GA0149基因组上存在一段约为6.2 kb片段的插入,并且该序列可能是由附近重复序列扩增引起。为了进一步验证该片段与性状的连锁关系,利用GA0146和GA0149配制F2分离群体,通过PCR鉴定F2子代的插入片段有无,结合相应的光籽和叶茸毛性状,结果显示纯合光籽（无短绒）:杂合光籽（无短绒）:纯合毛籽（有短绒）的比例为1:2:1（卡方检验,P=0.192）,表明GA0149的光籽性状为典型的显性单基因控制。而该插入片段与GA0149光籽性状紧密连锁。同时具有长片段插入的材料叶茸毛数显着少于没有长片段插入材料的叶茸毛数（P<0.0001）,说明lar INDELFZ片段与两个性状均密切连锁。（4）lar INDELFZ调控Ga FZ基因表达分析为了进一步明确控制GA0149短绒发育的候选基因,通过转录组和RT-PCR分析发现,与GA0146相比,Ga08G0121（Ga FZ）在GA0149短绒起始期（+3 DPA至+5 DPA）特异高表达,而候选区间其他7个基因均不存在显着差异。表明Ga FZ可能是调控短绒发育的关键基因。同时发现在GA0146和GA0149之间,除lar INDELFZ以外,Ga FZ基因区间及其侧翼序列上还存在另外4个序列变异。Ga FZ基因上游启动子活性分析和不同长度的lar INDELFZ插入片段荧光素酶活性分析实验证明,lar INDELFZ的插入可能是造成Ga FZ基因在突变体材料GA0149高表达的原因。顺式作用元件分析证明lar INDELFZ可能作为一个远端增强子来调控光籽基因Ga FZ的表达。（5）Ga FZ转基因植株表型调查分析Ga FZ是一个仅含有单个外显子而没有内含子且没有功能注释的基因。亚细胞定位结果显示Ga FZ在细胞核和细胞膜上均有表达,说明该蛋白可能是穿梭蛋白。构建Ga FZ超表达载体并转化拟南芥和棉花,表型调查结果显示转基因拟南芥叶茸毛的发育受到了显着抑制;同时转基因棉花株系的茎毛、叶茸毛和短绒的发育均受到了不同程度的抑制。因此,我们推测Ga FZ负调控叶茸毛和短绒的发育。（6）Ga FZ与MBW-GL2（R2R3-MYB/b HLH/WD40-GL2）系统及下游超长链脂肪酸延伸（very-long-chain fatty acid elongation,VLCFAE）途径相关基因调控关系分析对GA0149和GA0146两个材料4个纤维发育时期（0 DPA、+3 DPA、+5 DPA、+8 DPA）的胚珠和纤维组织进行转录组测序分析发现,MBW-GL2系统的亚洲棉同源基因Ga WER、Ga HOX1、Ga HOX2、Ga HOX3、Ga DEL65和Ga WD40在两个材料中表达差异均不显着。另外,拟南芥同源基因At GL1、At GL3和At TTG1的m RNA转录水平在拟南芥野生型和Ga FZ超量表达株系之间差异也不显着。此外,酵母双杂交实验表明Ga FZ与MBW-GL2系统在蛋白水平上均不存在互作。GUS酶活和荧光素酶实验进一步证明,Ga FZ也不影响Ga GL2的表达。以上结果说明,在亚洲棉中,Ga FZ可能独立于MBW-GL2系统调控叶茸毛和短绒的发育。进一步分析棉花和拟南芥转录组结果发现,参与超长链脂肪酸延伸途径（ko00062）中的关键基因3-酮脂酰-Co A合成酶（3-ketoacyl-Co A synthase,KCS）基因及蜡质、角质和软木质合成途径（ko00500）的基因在短绒突变体GA0149和Ga FZ超量表达株系中表达量显着降低。说明Ga FZ可能直接抑制了下游VLCFAE途径,进而降低角质层、软木质和蜡质的含量,负调控亚洲棉叶茸毛和短绒的发育。
马雯玉[8]（2020）在《棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究》文中提出棉花通过数百万年的进化使自身具备了种子表皮可产生大量长纤维的特点,这使得棉纤维成为全球棉纺生产的重要原料。随着棉纺工艺的进步与优质纤维的需求,发掘纤维发育关键基因,探求其复杂的调控机制对指导棉花科学、高效育种具有重要意义。细胞壁相关的类受体激酶（Cell wall-associated receptor kinase,WAK）基因家族属于植物受体激酶,其涉及防御病原菌、细胞伸长、金属离子胁迫等生理应答过程,因此推测该基因家族成员对植物增产、抗病和耐胁迫有正调控作用,但目前在棉花中鲜有相关报道。课题组前期利用高深度基因组重测序关注到一个与衣分和衣指呈极显着相关的GhWAKL3（GhWAKL27）基因。因此,本研究利用陆地棉基因组数据鉴定及分析了WAK基因家族成员,同时初步地验证了GhWAKL27的基因功能,主要的结果说明如下:在陆地棉基因组中鉴定到74个WAK家族成员,包括27个WAK基因与47个WAKL基因。与27个拟南芥WAK家族成员的系统发育关系结果表明,它们共分为6个分支。染色体分布与共线性分析结果表明陆地棉WAK基因家族成员主要通过基因的片段复制产生。启动子区的顺式元件功能分析显示,陆地棉WAK基因家族成员除了富含对激素、生物或非生物胁迫等有反应的顺式元件外,还包含植物生长发育关键转录因子HD-Zip 1。这种富集应激反应相关的顺式元件表明,陆地棉WAK家族基因对生长和胁迫耐受性都具有重要作用。克隆得到陆地棉GhWAKL27基因的CDS全长序列为2931 bp,负责编码976个氨基酸。陆地棉GhWAKL27蛋白含有GUBWAKbind结构域、EGFlike结构域和STKc结构域。在烟草中瞬时表达GhWAKL27基因与绿色荧光蛋白的融合表达载体,结果显示GhWAKL27编码的蛋白存在于细胞膜上。将GhWAKL27基因过量表达于拟南芥中,结果显示拟南芥转基因株系的根毛的密度与表皮毛的数量显着高于野生型,证明GhWAKL27基因可促进棉花纤维的起始。综上分析结果表明,陆地棉WAK家族基因可能对棉花纤维的生长发育与生物或非生物胁迫的响应具有重要作用,陆地棉GhWAKL27基因参与调控棉花纤维起始。本研究为探究陆地棉WAK基因家族成员提供了关键信息,为深入研究GhWAKL27在棉纤维发育过程中行使的功能奠定了坚实的基础,也为棉花增产、抗病和抗逆育种提供了候选基因。
贾婷婷[9]（2020）在《果胶合成中UDP-葡萄糖途径对棉花纤维发育的影响》文中研究指明果胶是棉纤维初生细胞壁中基本成分之一,并影响纤维和木质结构中的次生壁增厚。果胶是通过UDP-α-D-半乳糖醛酸（UDP-α-D-galacturonic acid,UDP-GalA）聚合形成的聚半乳糖醛酸复合多糖。所以UDP-GalA是果胶合成的重要前体。目前发现其主要通过D-半乳糖醛酸（D-galacturonate）,肌醇（myo-inositol）和UDP-葡萄糖（UDP-glucose）途径进行生物合成。通过代谢组数据发现,随着纤维的发育,各果胶前体核甘糖含量都呈现下降的趋势,具有优异纤维品质的陆地棉品系0-153中的各果胶前体核甘糖的含量明显低于品质较差的品系sGK9708,推测这些果胶前体核甘糖可能对棉花品质的形成起到重要的影响。通过对已有的转录组数据重分析,筛选了参与果胶生物合成的基因家族成员并根据转录组数据观察基因表达水平。在陆地棉中总共鉴定出52个基因,并利用qRT-PCR验证转录组数据真实性。为了进一步筛选能够促进纤维伸长的物质,分别将不同的果胶前体核甘糖物质施加到胚珠培养基中,结果发现UDP-葡萄糖醛酸（UDP-α-D glucuronic acid,UDP-GlcA）、UDP-葡萄糖（UDP-α-D-glucose,UDP-Glc）对纤维伸长有明显促进作用,且促进相关基因的表达,而加入其它果胶核甘糖前体物质对胚珠的生长表型无明显影响。UDP-Glc和UDP-GlcA是UDP-葡萄糖途径中两个关键前体物质,推测UDP-葡萄糖途径可能在陆地棉果胶合成中起到重要的作用。UDP-葡萄糖脱氢酶（UDP-glucose dehydrogenase,UGD）是UDP-葡萄糖途径的起始酶,对该途径可能起着重要的调节作用。对UGD基因家族进行生物信息学分析揭示了该基因家族具有保守的基序和基因结构。结合转录组数据筛选出在纤维中优势表达基因GhUGD10,对其进行亚细胞定位发现GhUGD10蛋白主要在细胞膜上表达。对GhUGD10基因构建拟南芥过表达载体,结果发现与野生型相比,转基因株系的根明显增长,推测GhUGD10促进了细胞伸长或细胞数目增多,可能促进棉花纤维细胞突起和伸长,进而影响纤维品质。根据这些结果,推测UDP-葡萄糖途径可能在陆地棉中的纤维发育中具有重要影响。
王丽媛[10]（2020）在《陆地棉优异种质J02-508纤维相关性状QTL定位及偏分离分析》文中认为棉花作为世界上最重要的天然纤维作物之一,在我国国民经济中占据着重要的地位。近年来,随着人民生活水平的提高和纺织技术的发展,人们对棉纤维品质的要求越来越高。现有陆地棉品种遗传基础比较狭窄,限制了其纤维品质的进一步改良。棉属中丰富的品种资源为陆地棉育种和遗传改良提供了遗传物质基础,种间杂交策略在棉花育种过程中得到了广泛应用。棉花主要的农艺性状如产量、纤维品质等重要性状均为数量性状,其表现受环境和多基因共同作用影响,利用传统育种方法进行改良进展缓慢。目前,棉花基因组信息不断完善,在全基因组水平上将性状与QTL相结合,有助于解析相关性状的遗传基础,为棉花品质育种提供借鉴和补充。本研究以纤维品质优异的J02-508和品质差的ZRI015两个陆地棉为亲本组配群体,结合简化基因组（GBS）测序技术,从全基因组水平对纤维产量及品质性状进行QTL定位;并以J02-508为研究材料,对纤维长度相关候选基因进行预测分析与功能验证;同时对群体中的偏分离现象进行分析,结合亲本J02-508的复杂遗传背景信息加以研究,以解析优异纤维品质的遗传基础。主要结果如下:1.对J02-508与ZRI015两个亲本的铃重、衣分、纤维长度、纤维强度、伸长率和马克隆值6个纤维产量与品质性状进行比较,除衣分和伸长率之外,所有调查性状在两个亲本之间均存在显着（P<0.005）或极显着（P<0.001）差异。6个性状在F3、F4、F5和F6四个世代群体中表现出连续和近似的正态分布;纤维强度与纤维长度在四个世代间均呈现极显着正相关,纤维强度与铃重、衣分之间的相关性不显着。J02-508与ZRI015组配的后代群体,在一定程度上削弱了纤维产量与品质特别是与纤维强度间的负相关性。2.对亲本和F5群体的237个家系进行GBS测序,基于亲本基因型检测结果,进行亲本间多态性标记开发,总共得到115,544个标记位点。经过完整度过滤、偏分离筛选后,获得了7,071个标记用于遗传图谱构建。最终构建的高密度遗传图谱包含4,060个标记,总长度为2,388.07 cM,相邻标记间平均间隔为0.588 cM。结合F5、F6两个世代各性状表型数据,对6个纤维产量与品质性状进行QTLs定位,得到122个相关的QTLs,其中稳定的QTLs有28个,纤维长度相关的QTLs集中在D11染色体上,纤维强度相关的QTLs中效应值最高的QTL分布在D08染色体上（LOD为6.42）。3.D11染色体上聚集纤维长度相关的QTLs,根据基因结构、表达模式分析,在qFL-D11-4附近找到一个纤维长度候选基因GHD11G2586,属于磺基转移酶（SOT）基因家族。对棉花SOT基因家族系统分析,在亚洲棉、雷蒙德氏棉、海岛棉和陆地棉基因组中共鉴定出245个SOT基因。根据与拟南芥的同源关系,245个SOT基因中有170个被进一步分为4个亚家族。GHD11G2586在不同组织和纤维发育阶段的表达模式表明其可能参与了纤维的发育;在J02-508材料中进行VIGS沉默该基因后,与阴性对照植株相比,沉默植株的茎毛数量减少、茎毛和叶毛的长度明显变短。茎毛和叶毛以及棉纤维都属于单细胞表皮毛,很可能具有相似的纤维分化和发育机制。综合上述结果表明,GHD11G2586可能参与了纤维的发育过程,对纤维的伸长起到正向调节作用。4.统计26条染色体上25,018个多态性标记的卡方检验结果,发现该群体存在显着的标记偏分离现象,偏分离标记所占的比例平均值达到83.13%。其中D08染色体上分布的标记总数最多有5,710个,偏分离标记所占的比例也最高,达99.39%。对D08染色体上所有标记考虑在内,划分Bin标记后与纤维强度性状数据进行关联分析,结果表明D08染色体上7-60 Mb区间内有一个连锁的低重组区,区间内SNP标记与纤维强度显着相关(-log10（P）>16)。利用DistortedMap软件校正偏分离标记间的遗传距离,再次进行QTL检测,在7-60 Mb区间内鉴定到一个纤维强度相关的QTL（命名为qFSD08）,LOD值从传统定位的6.42显着提升到11.42,解释表型变异20.12%。5.根据两个亲本的系谱记录,J02-508材料可能含有多种外源棉种血缘。我们利用课题组内测序与收集整理的3,227个棉花材料群体重测序数据,对J02-508材料中的纤维强度QTL（qFS-D08）的来源进行了追踪鉴定。通过聚类、比对、PCR扩增等多种方法确定J02-508材料中外源片段区间为7.073-60.027 Mb,与qFSD08的物理区间重合,来自于二倍体野生棉瑟伯氏棉（G.thurberi）的CM013381.1染色体,对应区间是5.299-36.270 Mb。本研究构建高密度遗传图谱,在全基因组水平上检测与纤维产量、品质相关的QTL,为相关性状候选基因挖掘奠定基础,可以为棉花产量、品质改良研究提供有益信息。同时本研究进一步明确了含有外源片段的优异材料的遗传背景,有助于了解外源渐渗片段与标记偏分离的关系以及种间杂交在棉花育种中提高纤维强度的重要性。
二、Functional Genomic Studies of Cotton Fiber Development（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Functional Genomic Studies of Cotton Fiber Development（论文提纲范文）
（1）棉花纤维发育相关基因GhGRAM31和GhTCP15的克隆和功能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 棉花纤维发育概述 |
| 1.1.1 棉花概述 |
| 1.1.2 棉花纤维发育 |
| 1.2 棉花纤维发育机理研究进展 |
| 1.2.1 激素对纤维发育的影响 |
| 1.2.2 功能基因对纤维发育的影响 |
| 1.2.3 转录因子对纤维发育的影响 |
| 1.2.3.1 MYB类转录因子 |
| 1.2.3.2 HD类转录因子 |
| 1.2.3.3 bHLH类转录因子 |
| 1.2.3.4 其他类型转录因子 |
| 1.3 GRAM家族基因研究进展 |
| 1.4 TCP家族基因研究进展 |
| 1.5 研究目的与意义 |
| 第二章 棉花GhGRAM31 基因的克隆和功能分析 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.1.1 植物材料 |
| 2.1.1.2 载体和菌株 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.1.2.1 棉花GRAM基因家族鉴定 |
| 2.1.2.2 系统进化树、序列特性及结构、组织表达分析 |
| 2.1.2.3 GhGRAM31 基因的克隆 |
| 2.1.2.4 GhGRAM31 超量表达和干涉载体的构建 |
| 2.1.2.5 DNA提取和Southern blotting |
| 2.1.2.6 RNA提取和表达量检测 |
| 2.1.2.7 棉花总蛋白提取和Western blotting检测 |
| 2.1.2.8 扫描电镜观察纤维突起 |
| 2.1.2.9 纤维长度和品质的测量 |
| 2.1.2.10 亚细胞定位 |
| 2.1.2.11 酵母双杂交(Y2H) |
| 2.1.2.12 原核表达和pull-down实验 |
| 2.1.2.13 双分子荧光互补实验(BiFC)和荧光素酶互补成像分析实验(LCI) |
| 2.1.2.14 棉花原生质体分离和双荧光素酶报告基因检测系统实验 |
| 2.2 结果和分析 |
| 2.2.1 四个棉种GRAM家族的鉴定 |
| 2.2.2 四个棉种GRAM家族的进化和结构分析 |
| 2.2.3 陆地棉GRAM家族的组织表达模式 |
| 2.2.4 陆地棉GhGRAM31 基因的表达分析和亚细胞定位 |
| 2.2.5 GhGRAM31 干涉棉花株系的获得 |
| 2.2.6 GhGRAM31 干涉棉花株系表型的鉴定 |
| 2.2.7 GhGRAM31 干涉棉花株系纤维中差异表达基因分析 |
| 2.2.8 GhGRAM31 超量表达棉花株系纤维表型的鉴定 |
| 2.2.9 GhGRAM31 互作蛋白的筛选 |
| 2.2.10 GhGRAM5和GhGRAM35 互作蛋白鉴定 |
| 2.2.11 GhGRAM31和GhGRAM35 促进GhHD1 的转录活性 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 陆地棉GRAM基因家族的鉴定和分析 |
| 2.3.2 陆地棉GhGRAM31 影响纤维发育 |
| 2.3.3 陆地棉GhGRAM31 参与复杂调控网络 |
| 第三章 棉花GhTCP15 基因的克隆和功能分析 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.1.1 植物材料 |
| 3.1.1.2 载体和菌株 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.2.1 GhTCP15 超量表达载体的构建 |
| 3.1.2.2 DNA提取和Southern blotting |
| 3.1.2.3 RNA提取和表达量检测 |
| 3.1.2.4 棉花总蛋白提取和Western blotting检测 |
| 3.1.2.5 纤维长度和品质的测量 |
| 3.1.2.6 石蜡切片 |
| 3.1.2.7 亚细胞定位 |
| 3.1.2.8 染色质免疫共沉淀(ChIP) |
| 3.1.2.9 双荧光素酶报告基因检测系统实验 |
| 3.1.2.10 酵母单杂交(Y1H) |
| 3.1.2.11 酵母双杂交(Y2H) |
| 3.1.2.12 双分子荧光互补实验和荧光素酶互补成像分析实验 |
| 3.2 结果和分析 |
| 3.2.1 陆地棉GhTCP15 基因序列和结构分析 |
| 3.2.2 陆地棉GhTCP15 基因的表达分析和亚细胞定位 |
| 3.2.3 GhTCP15 纤维特异超量表达材料的获得 |
| 3.2.4 GhTCP15 超量表达株系表型鉴定 |
| 3.2.5 ChIP-Seq鉴定GhTCP15 结合的基因 |
| 3.2.6 ChIP-qPCR验证ChIP-Seq结果 |
| 3.2.7 RNA-Seq检测GhTCP15 调控的基因 |
| 3.2.8 GhTCP15 靶基因的鉴定 |
| 3.2.9 GhTCP15 通过细胞壁相关基因调控纤维发育 |
| 3.2.10 GhTCP15 互作蛋白的筛选 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 棉花中TCP基因家族的分析 |
| 3.3.2 陆地棉GhTCP15 影响细胞壁合成 |
| 3.3.3 陆地棉GhTCP15 在纤维发育过程中存在复杂的调控机制 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参与发表和已发表的论文 |
| 致谢 |
（2）陆地棉和海岛棉纤维品质差异形成的分子机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要缩略词表 |
| 1.文献综述 |
| 1.1 棉花的起源、驯化与基因组研究 |
| 1.2 棉花纤维发育过程以及其生长模型介绍 |
| 1.3 棉花纤维发育相关基因以及转录因子的研究 |
| 1.4 棉花纤维发育中的激素调控研究 |
| 1.5 测序技术的发展以及转录组测序技术在棉花中的应用 |
| 1.6 本研究的目的与意义 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 植物材料 |
| 2.2 实验试剂和仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验器材 |
| 2.3 取样与RNA提取 |
| 2.4 数据的产生与处理 |
| 2.5 直系同源基因同源表达偏好的评估 |
| 2.6 Hai7124 或TM-1 中直系同源基因的特异性表达分析 |
| 2.7 基因时序表达模式的鉴定 |
| 2.8 基因共表达网络的构建和枢纽基因的选择 |
| 2.9 通过qRT-PCR验证具有特定表达模式的基因 |
| 3.研究结果 |
| 3.1 样本表型采集、转录组测序质量评估 |
| 3.2 陆地棉和海岛棉之间直系同源基因的表达偏好评估 |
| 3.3 TM-1 和Hai7124 中的直系同源基因特异性表达研究 |
| 3.3.1 陆地棉TM-1 中特异表达的基因分析 |
| 3.3.2 海岛棉Hai7124 中特异表达的基因分析 |
| 3.4 TM-1 和Hai7124 的基因时序表达模式比较 |
| 3.5 陆地棉和海岛棉基因共表达网络的比较分析 |
| 3.5.1 棉纤维发育的共表达网络构建 |
| 3.5.2 枢纽基因的鉴定和基因互作网络的可视化 |
| 4.讨论 |
| 4.1 棉花种间与种内亚基因组表达偏好的差异性 |
| 4.2 转录因子在TM-1 和Hai7124 的亚基因组间的特异性表达 |
| 4.3 纤维发育相关基因在TM-1 和Hai7124 中差异化时序表达 |
| 4.4 通过WGCNA鉴定的枢纽基因可以为改善纤维质量提供重要基因资源 |
| 5.本研究创新点 |
| 5.1 系统比较四倍体棉花种间与种内纤维发育相关基因表达的亚组偏好性 |
| 5.2 发掘陆地棉和海岛棉纤维发育时序差异基因及其调控网络 |
| 5.3 鉴定出可用于棉纤维改良研究的枢纽基因 |
| 参考文献 |
| 补充图表 |
| 致谢 |
| 研究生阶段发表的着作 |
（3）基于全基因组重测序解析新疆海岛棉遗传变异及纤维性状相关基因的挖掘（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 棉花种质资源概况 |
| 1.1.1 海岛棉起源与分类 |
| 1.1.2 海岛棉遗传多样性研究进展 |
| 1.1.3 新疆海岛棉育种进程 |
| 1.2 海岛棉种质资源的利用 |
| 1.2.1 种间杂种优势利用 |
| 1.2.2 海岛棉与陆地棉种间渐渗作用 |
| 1.3 全基因组关联分析 |
| 1.3.1 全基因组关联分析原理与流程 |
| 1.3.2 棉花基因组测序研究进展 |
| 1.3.3 海岛棉群体遗传图谱的构建 |
| 1.3.4 海岛棉全基因组关联分析研究进展 |
| 1.3.5 全基因组关联分析的扩展 |
| 1.4 本研究的目的和意义 |
| 2 研究报告 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 田间试验 |
| 2.2.2 表型鉴定与分析 |
| 2.2.3 文库构建和测序 |
| 2.2.4 序列质量检测和过滤 |
| 2.2.5 基因分型 |
| 2.2.6 群体结构分析 |
| 2.2.7 LD和群体遗传多样性分析 |
| 2.2.8 群体受选择分析 |
| 2.2.9 全基因组关联分析 |
| 2.2.10 候选基因的鉴定 |
| 2.2.11 表达分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 SNP和 In Del的鉴定 |
| 2.3.2 群体结构特点 |
| 2.3.3 连锁不平衡和遗传多样性分析 |
| 2.3.4 选择区域鉴定 |
| 2.3.5 关联群体的表型变异 |
| 2.3.6 全基因组关联分析 |
| 2.3.7 纤维强度相关候选基因的鉴定和表达 |
| 2.3.8 衣分相关候选基因的鉴定和表达 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 基于重测序的海岛棉基因分型 |
| 2.4.2 独特的新疆自育海岛棉种质资源 |
| 2.4.3 不同性状关联位点的鉴定 |
| 2.4.4 棉花纤维性状相关候选基因 |
| 2.4.5 展望 |
| 2.5 结论 |
| 参考文献 |
| 附表 |
（4）陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 棉花的起源和驯化 |
| 1.1.1 棉属的起源与分类 |
| 1.1.2 陆地棉的驯化与分布 |
| 1.2 棉花纤维品质和产量的研究概述 |
| 1.2.1 纤维品质和产量性状的遗传特点 |
| 1.2.2 纤维品质的指标和影响因素 |
| 1.2.3 产量的构成及影响因素 |
| 1.3 棉纤维伸长的研究进展 |
| 1.3.1 棉纤维细胞的发育 |
| 1.3.2 棉纤维细胞伸长的机制 |
| 1.3.3 影响棉纤维细胞发育的因素 |
| 1.3.4 与棉纤维细胞发育相关的基因 |
| 1.4 棉花基因组学研究的发展及应用 |
| 1.4.1 棉花基因组学研究的发展 |
| 1.4.2 棉花基因组学的应用 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第二章 基于简化测序定位纤维长度的关键基因 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 作图群体和田间试验 |
| 2.1.2 表型数据和统计分析 |
| 2.1.3 基因提取及SNP基因分型 |
| 2.1.4 全基因组关联及候选基因鉴定 |
| 2.1.5 遗传图谱构建及QTL定位 |
| 2.1.6 基因表达水平分析 |
| 2.1.7 候选基因在自然群体中的单倍型 |
| 2.2 结果分析 |
| 2.2.1 自然群体和分离群体中纤维长度的表型变异 |
| 2.2.2 基于355份种质材料的纤维长度全基因组关联研究 |
| 2.2.3 构建遗传图谱并对家系群体中纤维长度进行QTL分析 |
| 2.2.4 D03染色体上潜在纤维长度候选基因鉴定 |
| 2.2.5 候选基因在自然群体中的单倍型分析 |
| 2.3 总结与讨论 |
| 第三章 候选基因GhF2KP的功能验证 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料种植与取样 |
| 3.1.2 基因组DNA的提取 |
| 3.1.3 总RNA的提取与检测 |
| 3.1.4 反转录合成cDNA |
| 3.1.5 基因的克隆 |
| 3.1.6 过表达载体的构建 |
| 3.1.7 表达载体转化农杆菌 |
| 3.1.8 拟南芥的遗传转化 |
| 3.1.9 棉花的瞬时沉默(VIGS) |
| 3.1.10 荧光定量PCR |
| 3.1.11 电镜样品制备与观察 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 基因GhF2KP的克隆与序列分析 |
| 3.2.2 转基因拟南芥根长变长 |
| 3.2.3 pCLCrVA-GhF2KP浸染不同棉花受体 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 基于重测序的全基因组关联分析定位纤维品质和产量性状 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料与田间种植 |
| 4.1.2 表型收集与数据分析 |
| 4.1.3 全基因组关联分析 |
| 4.1.4 候选基因的筛选 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 纤维品质和产量性状的表型分析 |
| 4.2.2 纤维品质性状的关联分析 |
| 4.2.3 纤维产量性状的关联分析 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 候选基因的功能验证 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 材料种植与取样 |
| 5.1.2 基因组DNA的提取 |
| 5.1.3 总RNA的提取与检测 |
| 5.1.4 反转录合成cDNA |
| 5.1.5 基因的克隆 |
| 5.1.6 构建过表达载体并侵染拟南芥 |
| 5.1.7 棉花的瞬时沉默(VIGS) |
| 5.1.8 棉花的基因编辑 |
| 5.1.9 荧光定量PCR |
| 5.1.10 电镜样品制备与观察 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 基因的克隆与序列分析 |
| 5.2.2 过表达转基因拟南芥的表型观察与表达量分析 |
| 5.2.3 在长短纤维材料中的表达模式分析 |
| 5.2.4 基因敲除对棉花纤维发育的影响 |
| 5.3 讨论 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）外源渐渗对栽培陆地棉群体分化和纤维品质的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 研究问题的由来 |
| 1.2 棉属的分类和起源 |
| 1.3 陆地棉的驯化和育种 |
| 1.3.1 栽培陆地棉的起源与驯化 |
| 1.3.2 中国陆地棉的引种与育种 |
| 1.4 陆地棉遗传多样性、群体分化及其生物学意义 |
| 1.4.1 陆地棉遗传多样性和群体分化 |
| 1.4.2 染色体倒位和生态适应性 |
| 1.5 棉属各种的育种潜力和利用 |
| 1.5.1 棉属各种的育种潜力 |
| 1.5.2 棉属种间杂交育种的研究进展 |
| 1.5.3 棉属种间杂交渐渗系的相关基础研究进展 |
| 1.6 陆地棉纤维品质QTL的研究进展、局限性及对策 |
| 1.6.1 我国陆地棉纤维品质现状 |
| 1.6.2 陆地棉纤维品质分子标记研究进展 |
| 1.6.3 当前陆地棉种质资源群体纤维品质QTL研究的局限性 |
| 1.6.4 突破陆地棉纤维品质QTL研究局限性的对策 |
| 1.7 本研究的目的和意义 |
| 2 外源渐渗引起陆地棉群体分化和重要性状改变 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 材料背景 |
| 2.1.2 田间实验设计和表型数据 |
| 2.1.3 DNA提取 |
| 2.1.4 测序文库的构建 |
| 2.1.5 变异发掘 |
| 2.1.6 遗传多样性和群体结构 |
| 2.1.7 全基因组关联分析 |
| 2.1.8 渐渗分析 |
| 2.1.9 转录组数据分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 遗传结构关系 |
| 2.3.2 栽培种内亚群表型比较 |
| 2.3.3 栽培陆地棉亚群分化的原因 |
| 2.3.4 A06和A08分化区间内的基因表达特征 |
| 2.3.5 全基因组关联分析确认分化区间内与性状关联的变异 |
| 2.3.6 A06和A08染色体特异单体型可能的形成机制 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 不同陆地棉地理种系之间的遗传成分混杂 |
| 2.4.2 染色体倒位引起群体分化和适应性变化 |
| 2.4.3 A06和A08上的染色体结构变异是从半野生棉上渐渗而来 |
| 3 陆地棉纤维品质的遗传基础及渐渗对纤维品质的改良 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料背景 |
| 3.1.2 田间实验设计和纤维品质数据调查 |
| 3.1.3 DNA提取 |
| 3.1.4 测序文库的构建 |
| 3.1.5 变异发掘 |
| 3.1.7 遗传多样性和群体结构 |
| 3.1.8 全基因组关联分析 |
| 3.1.9 渐渗分析 |
| 3.1.10 RNA的提取、荧光定量PCR、测序文库构建和RNA测序 |
| 3.1.11 转录组数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 不同棉种在陆地棉基因组上的渐渗 |
| 3.2.2 陆地棉纤维品质的遗传基础 |
| 3.2.3 FL2的遗传基础 |
| 3.2.4 亚洲棉渐渗位点FL3/FS2的遗传基础 |
| 3.2.5 FL4的遗传基础 |
| 3.2.6 FL5/FS1的遗传基础 |
| 3.2.7 瑟伯氏棉渐渗位点FS3的遗传基础 |
| 3.2.8 亚洲棉/瑟伯氏棉渐渗片段对纤维品质的改良效应及其可能的起源 |
| 3.2.9 陆地棉纤维长度和纤维强度全部优异位点的来源 |
| 3.2.10 FE1的遗传基础 |
| 3.2.11 FE2的遗传基础 |
| 3.2.12 FE3的遗传基础 |
| 3.2.13 纤维伸长率与纤维长度和纤维强度的关系及其优异等位变异的应用策略 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 陆地棉纤维品质优异等位变异来源广泛 |
| 3.3.2 大多数优质陆地棉的优异等位变异不是来源于海岛棉 |
| 3.3.3 当前陆地棉纤维品质改良瓶颈的分子基础和对策 |
| 4 全文结论与创新点 |
| 4.1 全文结论 |
| 4.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ:附表 |
| 附录 Ⅱ:作者介绍 |
| 致谢 |
（6）基于多组学技术揭示S-木质素与纤维品质的关系（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 木质素的生物合成 |
| 1.2 棉花纤维发育 |
| 1.3 木质素与纤维品质关系的研究进展 |
| 1.4 多组学技术在木质素合成相关基因鉴定中的应用 |
| 1.4.1 基因组学技术的应用 |
| 1.4.2 转录组学技术的应用 |
| 1.4.3 代谢组学技术的应用 |
| 1.5 本次研究的目的、意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 仪器设备、软件及用途 |
| 2.1.3 载体菌株 |
| 2.1.4 实验所用试剂 |
| 2.1.5 引物合成及基因测序 |
| 2.2 木质素通路相关基因的鉴定 |
| 2.3 木质素通路相关基因的表达分析 |
| 2.3.1 转录组分析 |
| 2.3.2 RNA的提取 |
| 2.3.3 棉花反转录反应cDNA获得 |
| 2.3.4 qRT-PCR |
| 2.4 CAD基因家族的系统进化分析 |
| 2.4.1 构建系统发育树 |
| 2.4.2 基因结构分析 |
| 2.4.3 Motif及等电点分析 |
| 2.4.4 启动子分析 |
| 2.5 亚细胞定位 |
| 2.5.1 目的基因扩增 |
| 2.5.2 构建重组质粒载体 |
| 2.5.3 农杆菌感受态细胞制作及转化 |
| 2.5.4 GhCAD7-GFP转农杆菌并注射烟草 |
| 2.6 木质素途径相关代谢产物的提取,检测和分析 |
| 2.6.1 样品提取流程 |
| 2.6.2 色谱质谱采集条件 |
| 2.6.3 数据处理 |
| 2.7 拟南芥中过表达GhCAD7基因 |
| 2.7.1 目的基因扩增 |
| 2.7.2 构建重组质粒载体 |
| 2.7.3 拟南芥中过表达GhCAD7基因 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 木质素生物合成相关基因的鉴定与筛选 |
| 3.2 木质素生物合成相关基因的表达分析 |
| 3.3 CAD基因家族的相关分析 |
| 3.3.1 CAD家族成员基本特征分析 |
| 3.3.2 CAD家族进化树分析 |
| 3.3.3 基因结构及motif分析 |
| 3.3.4 GhCAD7的启动子分析 |
| 3.4 GhCAD7蛋白的亚细胞定位 |
| 3.5 木质素通路相关代谢物分析 |
| 3.6 拟南芥中过表达GhCAD7基因 |
| 3.6.1 GhCAD7基因的克隆 |
| 3.6.2 重组质粒载体的构建 |
| 3.6.3 拟南芥中过表达GhCAD7的T_1代阳性苗筛选 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 棉纤维中木质素合成相关基因 |
| 4.2 木质素合成通路相关基因的表达 |
| 4.3 木质素合成通路小分子代谢物的分析 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 棉纤维类型及其不同类型突变体 |
| 1.3 不同棉种纤维进化研究进展 |
| 1.4 棉花纤维发育不同时期形态与生理特征 |
| 1.5 棉花纤维调控机制研究进展 |
| 1.5.1 植物激素调控棉纤维发育机制的研究进展 |
| 1.5.2 小的信号肽及其对纤维调控机制研究进展 |
| 1.5.3 转录因子调控棉纤维发育 |
| 1.5.4 超长链脂肪酸合成相关基因与纤维发育的研究进展 |
| 1.5.5 影响棉纤维发育的其它因子 |
| 1.6 挖掘棉花纤维相关基因方法研究进展 |
| 1.6.1 QTL定位 |
| 1.6.2 全基因组关联分析(GWAS) |
| 1.6.3 基因组结构变异与复杂性状解析 |
| 1.7 研究目的和意义 |
| 第二章 亚洲棉光籽性状的孟德尔遗传研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料及群体构建 |
| 2.1.2 田间试验及其性状调查 |
| 2.1.3 数据统计分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 不同亚洲棉亲本及F1光籽性状分级 |
| 2.2.2 亚洲棉光籽性状显隐性遗传学分析 |
| 2.2.3 亚洲棉杂交组合F2代光籽性状遗传分析 |
| 2.2.4 亚洲棉光籽性状与其他农艺性状相关性分析 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 亚洲棉光籽基因功能和调控机制分析 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 载体和菌种 |
| 3.1.3 试验所用试剂和试剂盒 |
| 3.1.4 主要仪器设备 |
| 3.1.5 引物合成及测序 |
| 3.1.6 实验常用试剂配制及保存 |
| 3.1.7 叶茸毛数目调查 |
| 3.1.8 扫描电镜 |
| 3.1.9 石蜡切片 |
| 3.1.10 棉花和拟南芥叶片总DNA提取 |
| 3.1.11 亚洲棉GWAS分析 |
| 3.1.12 基因组结构变异分析 |
| 3.1.13 棉花总RNA的提取、反转录和q RT-PCR |
| 3.1.14 文库构建、转录组测序、质量评估与结果分析 |
| 3.1.15 Ga FZ和 Ga08G0117 基因的亚细胞定位分析 |
| 3.1.16 Ga08G0117基因组织定位分析 |
| 3.1.17 VIGS诱导的Ga08G0117 基因沉默 |
| 3.1.18 不同亚洲棉品种GaFZ基因序列和启动子序列分析 |
| 3.1.19 原生质体瞬时表达分析 |
| 3.1.20 蛋白序列比对与系统进化分析 |
| 3.1.21 GaFZ超表达载体的构建及遗传转化 |
| 3.1.22 甲苯胺蓝染色(TB staining) |
| 3.1.23 酵母双杂交分析 |
| 3.1.24 转录激活分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 短绒突变体GA0149和其野生型GA0146表型鉴定 |
| 3.2.2 基于SNP和 SVs的短绒性状全基因组关联分析 |
| 3.2.3 候选基因区间及关键变异的确定 |
| 3.2.4 大片段(lar INDELFZ)插入序列的确定 |
| 3.2.5 lar INDELFZ与群体(GWAS和 F2)短绒和叶茸毛性状的连锁关系 |
| 3.2.6 lar INDELFZ序列特征 |
| 3.2.7 候选基因在GA0146和GA0149材料中的表达模式分析 |
| 3.2.8 Ga08G0117基因组织和亚细胞定位分析 |
| 3.2.9 VIGS诱导的亚洲棉Ga08G0117 基因沉默 |
| 3.2.10 亚洲棉FZ位点区域序列分析 |
| 3.2.11 lar INDELFZ大片段促进Ga FZ的表达 |
| 3.2.12 GaFZ基因特征性分析 |
| 3.2.13 GaFZ的转基因拟南芥功能验证 |
| 3.2.14 GaFZ转基因陆地棉阳性植株的获得 |
| 3.2.15 GaFZ转基因陆地棉插入拷贝数检测 |
| 3.2.16 GaFZ转基因陆地棉阳性植株表型鉴定 |
| 3.2.17 陆地棉同源基因在转基因材料中的鉴定 |
| 3.2.18 短绒突变体GA0149和其野生型GA0146转录组分析 |
| 3.2.19 拟南芥野生型和转基因株系转录组分析 |
| 3.2.20 R2R3-MYB/b HLH/WD40(MBW)系统与短绒发育的关系 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 非编码区间结构变异可能在调控棉花重要性状方面发挥着重要作用 |
| 3.3.2 lar INDELFZ可能作为增强子激活了Ga FZ基因的表达 |
| 3.3.3 GaFZ可能是直接作用于脂肪酸代谢途径的新的纤维调控因子 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 全文结论及展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 附图和附表 |
| 附录Ⅱ 在读期间研究成果 |
| 致谢 |
（8）棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 棉纤维产量和品质的形成 |
| 1.1.1 棉纤维的主要产量指标 |
| 1.1.2 棉纤维的主要品质指标 |
| 1.2 棉纤维发育机理的研究进展 |
| 1.2.1 纤维起始的影响因素 |
| 1.2.2 纤维伸长的影响因素 |
| 1.2.3 纤维次生壁加厚的影响因素 |
| 1.3 植物细胞壁相关的类受体激酶研究概况 |
| 1.3.1 细胞壁相关的类受体激酶的结构 |
| 1.3.2 细胞壁相关的类受体激酶的分类 |
| 1.3.3 细胞壁相关的类受体激酶的生理功能 |
| 1.3.4 细胞壁相关的类受体激酶的作用机制 |
| 1.4 本研究的目的与意义 |
| 第二章 陆地棉WAK家族基因的鉴定 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 陆地棉WAK家族基因的筛选与鉴定 |
| 2.1.2 陆地棉WAK家族进化关系与保守基序分析 |
| 2.1.3 陆地棉WAK家族基因的染色体定位与共线性分析 |
| 2.1.4 陆地棉WAK家族基因启动子元件分析 |
| 2.2 结果分析 |
| 2.2.1 陆地棉WAK家族基因的鉴定 |
| 2.2.2 陆地棉WAK家族蛋白的系统进化与保守元件分析 |
| 2.2.3 陆地棉WAK家族基因的染色体定位和共线性分析 |
| 2.2.4 陆地棉WAK家族基因的启动子元件分析 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 GHWAKL27 在棉花纤维起始中的功能研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 载体与菌种 |
| 3.1.3 主要试剂 |
| 3.1.4 试验设备及软件 |
| 3.1.5 常用溶液及培养基配制 |
| 3.1.6 Gh WAKL27 基因的克隆 |
| 3.1.7 Gh WAKL27 基因的生物信息学分析 |
| 3.1.8 Gh WAKL27 蛋白的烟草亚细胞定位 |
| 3.1.9 拟南芥中超表达Gh WAKL27 基因 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的克隆 |
| 3.2.2 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的序列分析及载体构建 |
| 3.2.3 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 的亚细胞定位 |
| 3.2.4 棉花细胞壁相关的类受体激酶Gh WAKL27 过量表达拟南芥的表型分析 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（9）果胶合成中UDP-葡萄糖途径对棉花纤维发育的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 棉花纤维发育 |
| 1.2 果胶 |
| 1.2.1 果胶结构 |
| 1.2.2 果胶生物合成 |
| 1.2.3 果胶在细胞壁中作用 |
| 1.3 果胶合成与棉纤维发育 |
| 1.3.1 果胶合成途径 |
| 1.3.2 果胶生物合成酶的研究进展 |
| 1.3.3 UGD基因的研究现状 |
| 1.4 本研究的目的和意义 |
| 第二章 陆地棉果胶合成途径的鉴定 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.1.3 常用软件 |
| 2.1.4 实验所用试剂 |
| 2.1.5 试剂配置 |
| 2.2 棉纤维总RNA的提取 |
| 2.2.1 提取流程 |
| 2.2.2 cDNA的合成 |
| 2.2.3 定量qRT-PCR |
| 2.3 果胶合成通路相关基因的表达分析 |
| 2.4 果胶合成过程中代谢物分析 |
| 2.4.1 样品提取流程 |
| 2.4.2 色谱质谱采集条件 |
| 2.4.3 代谢物定性与定量 |
| 2.5 胚珠培养及qRT-PCR |
| 2.5.1 胚珠培养 |
| 2.5.2 离体胚珠RNA提取及qRT-PCR |
| 2.6 结果分析 |
| 2.6.1 果胶合成中各基因家族成员鉴定 |
| 2.6.2 果胶合成前体物质对纤维发育的影响 |
| 2.6.3 转录组分析 |
| 2.6.4 代谢差异分析 |
| 2.7 讨论 |
| 第三章 陆地棉UGD基因家族鉴定及功能分析 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 载体与菌株 |
| 3.1.3 试验仪器和试验试剂 |
| 3.1.4 常用溶液和培养基的配制 |
| 3.2 UGD基因家族生物信息分析 |
| 3.2.1 棉花UGD基因家族鉴定 |
| 3.2.2 系统进化树的构建 |
| 3.2.3 基因结构分析 |
| 3.2.4 Motif及等电点分析 |
| 3.2.5 启动子序列检索和分析 |
| 3.3 目的基因超表达载体构建 |
| 3.3.1 目的基因扩增 |
| 3.3.2 构建重组质粒载体 |
| 3.3.3 拟南芥中超表达GhUGD10基因 |
| 3.4 亚细胞定位 |
| 3.4.1 目的基因的扩增 |
| 3.4.2 构建重组质粒载体 |
| 3.4.3 瞬时转化烟草 |
| 3.5 结果分析 |
| 3.5.1 棉花UGD基因家族的鉴定与分析 |
| 3.5.2 亚细胞定位 |
| 3.5.3 拟南芥中过表达GhUGD10转基因株系表型观察 |
| 3.6 讨论 |
| 第四章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）陆地棉优异种质J02-508纤维相关性状QTL定位及偏分离分析（论文提纲范文）
| 符号说明 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 棉花的起源和分类 |
| 1.2 棉花种间杂交在育种上的应用 |
| 1.3 棉花纤维发育研究 |
| 1.3.1 棉花纤维发育过程 |
| 1.3.2 影响棉花纤维发育的相关激素 |
| 1.4 棉花遗传图谱构建与QTL定位研究进展 |
| 1.4.1 分子标记的类型 |
| 1.4.2 分子标记的开发 |
| 1.4.3 作图群体 |
| 1.4.4 QTL定位研究进展 |
| 1.5 标记偏分离研究进展 |
| 1.5.1 引起标记偏分离的因素 |
| 1.5.2 偏分离标记的研究方法 |
| 1.6 本研究的目的意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 菌株与载体材料 |
| 2.1.3 常用酶与试剂 |
| 2.2 常规分子实验方法 |
| 2.2.1 棉花叶片总DNA提取 |
| 2.2.2 棉花总RNA的提取 |
| 2.2.3 cDNA第一链的合成 |
| 2.2.4 荧光定量q RT-PCR扩增 |
| 2.2.5 PCR目标片段的回收、纯化与连接 |
| 2.2.6 感受态细胞的转化 |
| 2.2.7 阳性克隆质粒DNA提取 |
| 2.3 群体构建 |
| 2.4 性状调查与分析 |
| 2.4.1 纤维产量品质相关性状考察 |
| 2.4.2 数据分析 |
| 2.5 GBS(genotyping-by-sequencing)文库构建及SNP标记开发 |
| 2.6 遗传图谱构建与QTL定位 |
| 2.7 纤维长度相关SOT基因的分析与初步功能验证 |
| 2.7.1 棉花SOT基因家族序列提取与鉴定 |
| 2.7.2 染色体定位与系统发育分析 |
| 2.7.3 陆地棉GH_D11G2586 基因克隆 |
| 2.7.4 陆地棉GH_D11G2586 基因的组织定位 |
| 2.7.5 陆地棉GH_D11G2586 基因VIGS实验 |
| 2.8 偏分离现象分析 |
| 2.8.1 标记偏分离检测 |
| 2.8.2 重组频率分析 |
| 2.8.3 Binmap构建与关联分析 |
| 2.8.4 遗传图谱校正与QTL定位 |
| 2.9 J02-508 中外源片段的供体鉴定与验证 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 亲本与群体表型分析 |
| 3.1.1 亲本纤维产量与品质性状表型分析 |
| 3.1.2 群体纤维产量与品质性状表型数据描述性统计 |
| 3.1.3 群体各世代间的相关性分析 |
| 3.1.4 群体纤维产量与品质性状间的相关性分析 |
| 3.2 遗传图谱构建与QTL定位 |
| 3.2.1 GBS技术测序数据统计 |
| 3.2.2 SNP标记的开发与染色体分布 |
| 3.2.3 高密度遗传图谱构建 |
| 3.2.4 QTL定位 |
| 3.3 纤维长度相关基因的分析与功能验证 |
| 3.3.1 棉花中SOT基因家族的鉴定 |
| 3.3.2 SOT家族基因的共线性与重复事件 |
| 3.3.3 SOT家族基因的系统发育分析 |
| 3.3.4 陆地棉GH_D11G2586 基因的组织定位 |
| 3.3.5 陆地棉中GH_D11G2586 基因干扰VIGS实验 |
| 3.4 多态性SNP标记的偏分离分析 |
| 3.4.1 SNP标记偏分离统计 |
| 3.4.2 D08 染色体上偏分离标记分析 |
| 3.5 J02-508中D08 染色体上外源棉种血缘的鉴定与验证 |
| 3.5.1 D08 染色体的外源供体鉴定 |
| 3.5.2 D08 染色体外源供体验证 |
| 3.5.3 D08 染色体上外源片段断点验证 |
| 4 讨论 |
| 4.1 纤维产量与品质的QTL定位 |
| 4.2 SOT基因家族特点及其与棉花纤维发育的关系 |
| 4.3 偏分离标记的研究 |
| 4.4 外源渐渗片段与性状的关系 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
四、Functional Genomic Studies of Cotton Fiber Development（论文参考文献）
- [1]棉花纤维发育相关基因GhGRAM31和GhTCP15的克隆和功能分析[D]. 叶峥秀. 华中农业大学, 2021
- [2]陆地棉和海岛棉纤维品质差异形成的分子机制研究[D]. 祁博文. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于全基因组重测序解析新疆海岛棉遗传变异及纤维性状相关基因的挖掘[D]. 余静文. 浙江大学, 2021(01)
- [4]陆地棉纤维品质和产量性状的全基因组关联分析及候选基因的功能验证[D]. 张驰. 西北农林科技大学, 2020(03)
- [5]外源渐渗对栽培陆地棉群体分化和纤维品质的影响[D]. 何守朴. 华中农业大学, 2020
- [6]基于多组学技术揭示S-木质素与纤维品质的关系[D]. 张书亚. 中国农业科学院, 2020
- [7]亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定[D]. 王晓阳. 华中农业大学, 2020(01)
- [8]棉花细胞壁相关的类受体激酶（WAK）全基因组鉴定及GhWAKL27在纤维起始中的功能研究[D]. 马雯玉. 中国农业科学院, 2020(01)
- [9]果胶合成中UDP-葡萄糖途径对棉花纤维发育的影响[D]. 贾婷婷. 中国农业科学院, 2020
- [10]陆地棉优异种质J02-508纤维相关性状QTL定位及偏分离分析[D]. 王丽媛. 山东农业大学, 2020(08)