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燕麦基因组数据库构建及在全基因组选择育种中的应用初探

禹开权

燕麦基因组数据库构建及在全基因组选择育种中的应用初探

禹开权1
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作者信息

  • 1. 四川农业大学
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摘要

燕麦(AvenasativaL.)隶属于禾本科燕麦属,是世界各地广泛种植的一种重要粮饲兼用型作物。由于栽培燕麦基因组较大,且为异源多倍体,其研究难度较大,尤其关于基因组选择育种的工作基础非常薄弱。本研究拟整合燕麦属组学数据,通过构建燕麦组学数据分析应用平台,以期为燕麦全基因组选择育种提供基础数据和资源。本研究取得的主要研究进展如下: 1、收集了十个燕麦属物种基因组,包括五个二倍体基因组,分别为两个A.longiglumis,及A.eriantha、A.atlantica和A.strigosa各一个基因组,两个四倍体基因组A.insularis和三个六倍体栽培燕麦A.sativa基因组。对以上不同研究机构发布的基因组进行染色体命名统一,纠正部分错误的基因结构注释信息。 2、对以上基因组780548个基因进行NR、KOG、Uniprot、GO和KEGG功能注释,鉴定各个基因组及模式研究植物(拟南芥、水稻和小麦)相互之间的同源基因,使用Pfam数据库鉴定全部基因可能包含的结构域,为燕麦功能研究奠定基础。 3、基于基因组信息,开发覆盖十个基因组的4730336个SSR标记及对应引物序列,基于多组学数据包括高深度二代测序数据和低深度的GBS测序开发SNP标记,并提出基于高深度重测序数据对低深度测序数据进行基因型填充的后续初步策略。 4、收集燕麦属核心种质资源多年多点性状鉴定数据。海量基因型数据和表型数据是构建燕麦全基因组选择育种的必要前提,本研究通过构建以前后端分离为基础的大型基因组数据库OatBioDB全面整合现有燕麦组学数据,数据库采用高性能的架构、可伸缩扩展的数据库系统,为进一步收集用于燕麦全基因组选择育种的海量基因型和表型信息搭建好框架,并整合开发多种在线工具和数据库。 5、初步尝试利用666份栽培燕麦4年12个性状的表型数据结合其基因型数据构建燕麦单性状基因组选择育种模型,以此成功探索的实例规划燕麦全基因组选择育种OatBioDB在线模块,为后续燕麦全基因组选择育种相关工作的开展奠定基础。

关键词

燕麦/基因组/数据库/全基因组选择育种/种质资源

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授予学位

硕士

学科专业

农艺与种业

导师

彭远英/颜红海/任长忠

学位年度

2023

学位授予单位

四川农业大学

语种

中文

中图分类号

S5
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