2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著測序技術(shù)的快速發(fā)展,近年來多個(gè)茄科物種的基因組數(shù)據(jù)相繼被釋放,這為全基因組范圍鑒定抗病基因和物種間比較基因組學(xué)的應(yīng)用提供了平臺(tái)。植物中大部分(80%)抗病基因?qū)儆贜BS-LRR類。本研究通過隱馬爾科夫模型(Hidden MarkovModel,HMM)和BLAST的方法從栽培番茄Heinz1706、野生番茄LA716、栽培馬鈴薯DM1-3、栽培辣椒Zunla-1、野生辣椒Chiltepin和栽培煙草TN90中分別鑒定出463、485

2、、1,152、1,665、2,042和374個(gè)NBS-LRR類抗病基因。相比已報(bào)道的結(jié)果,本研究從番茄Heinz1706和馬鈴薯DM1-3中鑒定出69和397個(gè)新抗病基因。辣椒基因組內(nèi)(尤其是野生辣椒Chiltepin)的抗病基因數(shù)目在已報(bào)道的二倍體物種中是最大的。使用BLSATN的方法(E值為1e-10),我們將本研究從茄科物種鑒定出的絕大多數(shù)抗病基因(>92%)劃分到了87個(gè)抗病基因亞家族中,其中16個(gè)亞家族為TIR-NBS-LRR

3、(TNL)類,71個(gè)為non-TNL(nTNL)類。分析表明,TNL類抗病基因家族的基因結(jié)構(gòu)較nTNL類抗病基因亞家族的基因結(jié)構(gòu)更保守。本研究以番茄基因組的抗病基為對象構(gòu)建了147個(gè)VIGS沉默載體,覆蓋番茄Heinz1706中81個(gè)抗病基因亞家族的64個(gè),為未來番茄抗病基因的克隆提供了新的途徑。
  雖然茄科物種間抗病基因數(shù)目有巨大的差異(如野生辣椒Chiltepin中有2,042個(gè)抗病基因而栽培番茄Heinz1706只有463

4、個(gè)),但是各個(gè)物種內(nèi)抗病基因亞家族的數(shù)目卻差不多(如野生辣椒Chiltepin和栽培番茄Heinz1706分別包含83和81個(gè)抗病基因亞家族)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),茄科物種間抗病基因數(shù)目的差異主要是由一些大的抗病基因亞家族造成,例如辣椒中22個(gè)大的抗病基因亞家族包含全基因組約80%的抗病基因,其中在辣椒Zunla-1和辣椒Chiltepin中最大的5個(gè)抗病基因亞家族(Rpi-blb2、BS2、SL-0273、Sw5-c和I2)分別包含832

5、(50.0%)和1,027(50.3%)個(gè)抗病基因同源體,而這5個(gè)抗病基因亞家族在番茄Heinz1706、番茄LA716和煙草TN90卻只含有84(18.1%)、95(19.6%)和73(19.5%)個(gè)抗病基因同源體。辣椒中最大的兩個(gè)抗病基因亞家族(Rpi-blb2和BS2)在辣椒屬和茄屬內(nèi)所包含的抗病基因同源體數(shù)目相差巨大,例如BS2抗病基因亞家族在兩個(gè)辣椒基因組內(nèi)共包含626個(gè)同源體,但是在番茄和馬鈴薯內(nèi)只包含10個(gè)同源體。進(jìn)一步分

6、析發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)抗病基因亞家族的大部分同源體在茄科物種內(nèi)沒有序列交換,表明它們獨(dú)立進(jìn)化。
  抗病基因位點(diǎn)I2/R3在茄科內(nèi)是個(gè)抗病基因聚集的熱點(diǎn),很多抗病基因被定位在此位點(diǎn),其中包括番茄中的Ty-2、SM,馬鈴薯中的R3、R6和R7等和辣椒中的L。在本研究中,抗病基因Ty-2定位區(qū)間的一側(cè)被定位在標(biāo)記M-148200(51.63Mb)。該位點(diǎn)內(nèi)的I2抗病基因亞家族在番茄Heinz1706和馬鈴薯DM1-3內(nèi)分別包含36和71條同源體

7、,數(shù)目相差近兩倍。這兩個(gè)基因組內(nèi)的大部分I2同源體都分布在11號(hào)染色體長臂近端粒處的幾個(gè)Mb區(qū)域內(nèi)。根據(jù)該位點(diǎn)內(nèi)的I2同源體的分布,可以進(jìn)一步將該位點(diǎn)劃分成9個(gè)亞位點(diǎn),其中大部分的亞位點(diǎn)在兩個(gè)基因組內(nèi)所包含的I2同源體數(shù)目不同,而且有的亞位點(diǎn)還存在有和無的多態(tài)性。通過序列分析,我們發(fā)現(xiàn)番茄中的I2同源體有TypeⅠ和TypeⅡ兩種典型的進(jìn)化模型,但是馬鈴薯中的I2同源體卻沒有TypeⅡ類進(jìn)化模式。對該位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)、復(fù)制類型和進(jìn)化模型的了

8、解可能為以后從該位點(diǎn)克隆抗病基因提供參考幫助。
  文獻(xiàn)報(bào)道馬鈴薯中的R3a(I2同源體)可以被miR482切割,但是通過生物信息預(yù)測和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,我們發(fā)現(xiàn)番茄內(nèi)的I2同源體可以被另一個(gè)miRNAs(miR6024)切割,并且可以產(chǎn)生21-nt的tasiRNAs。通過分析十個(gè)物種內(nèi)的miR6024序列,我們推測miR6024是茄科特有的miRNA家族。
  綜上所述,本研究通過對茄科物種全基因組范圍內(nèi)抗病基因的鑒定、番茄

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