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禾本科植物叶绿体基因组的进化研究

作　者: 黄卓然
导　师: 陶士珩
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 生物信息学
关键词: 禾本科植物叶绿体基因组二联子进化单核苷酸替换
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

叶绿体作为植物细胞中半自主性的细胞器,有其自身的基因组。叶绿体基因组在组织结构上高度保守,多为环状双链分子。随着测序技术的不断发展,已有超过70种叶绿体全基因组测序成功。近几年叶绿体基因组的研究热点集中在对叶绿体基因组的测序以及亲缘关系相近物种之间的序列比对。而对于叶绿体基因组中依赖于相邻位点突变的研究也已经开展了很长时间。然而前人的研究多缺乏叶绿体全基因组数据和非毗邻位点的研究。本文选取五种禾本科植物小麦(Triticum aestivum)、大麦(Hordeum vulgare)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)的叶绿体全基因组序列作为研究材料,分别统计每个物种叶绿体基因组的二联子数目,并将序列进行两两比对,以蝶兰作为外组来确定替换发生的方向。通过计算替换位点前后的碱基组成,并进行卡方检验,我们发现侧翼位点与发生替换的位点有一定关联。为了探讨二联子在禾本科植物叶绿体进化过程中的变化情况,我们计算了每种二联子替换为其它二联子的数目以及由其它二联子替换为它自身的数目,有七种二联子的替换方向在各个比对结果及不同物种中保持一致。而二联子的变化趋势与单核苷酸替换趋势相关,从进化角度来看,A与T的含量降低伴随着C与G含量的增加是未来进化的方向。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章文献综述  8-14
  1.1 叶绿体基因组简介  8
  1.2 叶绿体基因组组织结构  8-10
  1.3 叶绿体基因组的测序与注释  10-11
  1.4 禾本科植物叶绿体基因组的研究意义  11
  1.5 叶绿体基因组的研究热点  11-13
  1.6 本研究的概况  13-14
第二章材料和方法  14-16
  2.1 材料  14
  2.2 方法  14-16
    2.2.1 叶绿体全基因组序列比对  14
    2.2.2 二联子数目统计  14
    2.2.3 查找替换位点  14
    2.2.4 统计替换位点上下游碱基组成  14-15
    2.2.5 统计分析  15
    2.2.6 图形编辑  15-16
第三章结果与讨论  16-28
  3.1 结果  16-25
    3.1.1 二联子频数统计结果  16-17
    3.1.2 替换位点相邻核苷酸效应  17-22
    3.1.3 二联子替换倾向  22-24
    3.1.4 单核苷酸替换倾向  24-25
  3.2 讨论  25-28
    3.2.1 禾本科植物二联子数目的变化  25-26
    3.2.2 禾本科植物单核苷酸数目的变化  26
    3.2.3 本研究的创新、不足与展望  26-28
第四章结论  28-29
参考文献  29-32
致谢  32-33
附录 1:实验中使用的部分 C 语言程序  33-35
附录 2:一些附加表格  35-42
附录 3:作者简介  42

禾本科植物叶绿体基因组的进化研究

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