基于混合样品高通量测序数据的植物叶绿体基因组拼接和分析

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1、浙江大学硕士学位论文摘要叶绿体DNA序列信息是转化和进化分析的基石，但是截止到2012年12月25日植物界已报道的叶绿体基因组信息仅有292条，阻碍了叶绿体基因组学的发展。获取叶绿体基因组的传统方法需要首先分离、纯化叶绿体DNA，但是这种方法较为麻烦、耗时较长、难度较大。随着高通量测序技术的快速发展，越来越多植物全基因组测序完成。本实验在已有研究的基础上，优化出一种简便快捷的叶绿体基因组DNA序列获取和拼接方法：以叶绿体基因组的高度保守性为根据，利用IlluminaHiSeq2000测序平台获得全基因组短序列提取叶绿体DNA，进而进行DeNovo拼接，并根据Pair-end和序列位

2、点信息进行补洞，从而组装出尽可能完整的叶绿体基因组序列。本研究基于几个实际测序数据进行了测试和分析，具体结果如下：1．以野生稻(Oryzarufipogon)东乡全基因组数据为材料，组装得到4条scaffolds，对参考基因组(越南野生稻叶绿体基因组序列)的覆盖度达到100％；2．以野生大豆(Glycinesoja)兰溪1号、半野生大豆(Ctycinegracilis)永康1号全基因组数据为材料，分别组装得到5条、9条，对参考基因组(栽培大豆叶绿体基因组序列)的覆盖度分别是100％和97％；3．以稗草(Echinochloaoryzicola)STB00的全基因组数据为材料组装得到

3、103条scaffolds，对参考基因组(柳枝稷叶绿体基因组序列)的覆盖度为76％；4．利用大豆叶绿体分类和叶绿体SSRs多态性结果对兰溪1号的拼接结果进行验证，得到的结果与前人报道结果一致。本研究为获取叶绿体基因组序列提供了新的策略，但是具有一定的局限性。5．叶绿体基因组数据驯化分析结果显示：粳稻由中国普通野生稻驯化而来；澳大利亚普通野生稻与澳大利亚南方野生稻亲缘关系较近：半野生大豆可能是由野生大豆和栽培大豆杂交而来；稗草虽然形态上与水稻相似，但是进化上与玉米分支更近。关键词：叶绿体基因组；高通量测序；混合数据；水稻；大豆；稗草浙江大学硕士学位论文AbstractChloropl

4、astDNAsequencesprovideabasicsourceoftransformationandphylogeneticstudies，however,thereareonly269completechloroplastgenomepublishedamongViridiplantaetillDecember25m，2012，whichpreventschloroplastgenomicsfrommovingforward．Traditionalmethodsobtainingcompletegenomesequencesneedtoextractandpurifychl

5、oroplastDNAfirstly，whichwastroublesome，timeconsuminganddifficult．Ashigh·throughputsequencingtechnologyadvances，moreandmorecompletegenomesaresequenced．Basedonearlystudies，thisstudyhadoptimizedasimpleandrapidmethodforchloroplastgenomeextraction．Forchloroplastgenomesarehighlyconserved，wemanagedto

6、obtaincompletesequencesusingshortreadsamong、wholegenomesequencingbyIlluminaHiSeq2000，throughdenovoassemblyandgapcloserbasedonpair-endsandsiteofsequences．Themajorresultsareasfollows：1．BasesonthewholegenomesequenceofOryzarufipogon(Dongxiang)，weassembled4scaffoldsandthecoveragetoreferencewas100％；

7、2．BasesonthewholegenomesequenceofGlycinesoja(Lanxi1)，Glycinegracilis(Yongkang1)，weassembled5，9scaffoldsandthecoveragetoreferenceWas100％，97％respectively；3．BasesonthewholegenomesequenceofEchinochloaoryzicola(STB03)weassembled103scaffoldsa