阿拉善雙峰駝基因組學研究一書重點介紹了阿拉善雙峰駝飼養(yǎng)特點,從阿拉善雙峰駝基因組和宏基因組不同的研究方法角度,分析阿拉善雙峰駝*基因組和第二基因組的特點,為實現(xiàn)阿拉善雙峰駝遺傳資源的開發(fā)提供理論指導。
前言
駱駝是大型的沙漠適應性哺乳動物,在干旱地區(qū)的畜牧業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位。駱駝基因組上保存有抗逆相關的優(yōu)良遺傳資源,有著極其重要的科研和育種價值。目前世界上已經(jīng)形成了以優(yōu)秀的物種資源為研究基礎,以功能基因開發(fā)利用為技術核心,以培育優(yōu)良品種為高利潤產(chǎn)品的生物產(chǎn)業(yè)模式;蚪M測序技術的進步和測序成本的降低為人們獲得物種的全基因組序列提供了條件。開展動物基因組學研究,揭示動物之間的進化關系,發(fā)掘動物優(yōu)異基因資源,實施分子育種已經(jīng)成為目前動物科學及畜牧業(yè)的重要研究前沿領域。
本書共分7個章節(jié),包括國內外研究現(xiàn)狀,駱駝科動物全基因組序列的測序與組裝,駱駝科動物基因組的注釋,駱駝科動物基因組的進化分析,駱駝沙漠適應性的比較基因組學分析,雙峰駝腎臟的轉錄組學分析等內容。全面系統(tǒng)地介紹了阿拉善雙峰駝、阿拉伯單峰駝和羊駝三個駱駝科動物的基因組測序組裝結果和基因注釋結果;從分歧的遺傳原因、分歧時間和種群歷史變化三個方面系統(tǒng)地揭示了這三個駱駝科動物的進化史;證實了駱駝科動物通過其特有的加速進化以適應干旱、高原等不利的環(huán)境。揭示了長期限水條件下,駱駝低能量消費的經(jīng)濟模式以及駱駝腎臟在水分保持上進化出的特殊補償機制。對雙峰駝、單峰駝和羊駝進行全基因組測序、組裝、注釋和進化研究,為揭示駱駝科動物的進化歷史及駱駝的沙漠適應性,開發(fā)駱駝優(yōu)秀種質資源奠定基礎。
本書由國家自然科學基因項目(31402106,31660648)、內蒙古自治區(qū)高等學?茖W研究項目(NJZC16189) 以及內蒙古民族大學博士科研啟動基金(BS364)資助。
由于作者水平有限,書中疏漏或不妥之處在所難免,懇請同行和讀者批評指正。
著者201811
吳慧光,男,1980年生,博士,現(xiàn)美國俄亥俄州立大學博士后,主要從事阿拉善雙峰駝基因組學研究。主持國家級項目1項,省級項目2項,校級項目2項,參加項目多項。發(fā)表論文多篇,其中第一作者發(fā)表《NatureCommunication》1篇。獲得市級獎勵2項,校級獎勵2項。
第1章引言
11研究背景和意義
12國內外研究進展
121駱駝科動物的進化
122現(xiàn)存駱駝科動物的生物學特性
123生物信息學及其發(fā)展歷史
124基因組測序技術
13研究內容
第2章駱駝科動物全基因組序列的測序與組裝
21材料與方法
211試驗材料
212DNA提取及檢測
213基因組測序
214測序數(shù)據(jù)過濾
215K-mer分析估計基因組大小
216小片段數(shù)據(jù)糾錯
217駱駝科動物基因組的組裝
218駱駝科動物基因組的測序效果評價
22 結果與分析
221DNA樣品檢測結果
222基因組測序結果
223測序數(shù)據(jù)過濾結果
224K-mer分析估計基因組大小的結果
225小片段數(shù)據(jù)糾錯的結果
2263個駱駝科動物基因組的組裝結果
2273個駱駝科動物基因組的組裝后基因組分析
23討論
231測序物種的選擇
232測序平臺與策略
233基因組大小的估計
234基因組的組裝指標
24本章小結
第3章駱駝科動物的基因組注釋
31材料與方法
311試驗材料
312重復序列注釋
313基因預測
314功能注釋
315ncRNA注釋
316基因集評估
317直系同源關系分析
32結果與分析
321重復序列注釋統(tǒng)計結果
322基因預測統(tǒng)計結果
323功能注釋統(tǒng)計結果
324ncRNA注釋統(tǒng)計結果
325基因集評估統(tǒng)計結果
326直系同源關系分析結果
33討論
331駱駝科動物基因組重復序列的注釋
332駱駝科動物基因組基因結構的預測
333駱駝科動物基因組基因功能和非編碼RNA的注釋
34本章小結
第4章駱駝科動物基因組進化分析
41材料與方法
411試驗材料
412共線性鑒定
413片段復制分析
414基因家族聚類分析
415物種進化樹的構建
416物種分歧時間的計算
417分支特異性Ka/Ks率計算
418SNP判讀和分布比較分析
419群體歷史重建
42結果與分析
421共線性鑒定結果
422片段復制分析結果
423基因家族聚類分析結果
424物種進化樹的構建結果
425物種分歧時間的計算結果
426分支特異性Ka/Ks率計算結果
427SNP判讀和分布比較分析結果
428群體歷史重建結果
43討論
431駱駝科動物基因組的共線性與片段復制
432駱駝科動物進化關系和分歧時間推算
433駱駝科動物的選擇壓力
434駱駝科動物的群體歷史規(guī)模的變化
44本章小結
第5章駱駝沙漠適應性的比較基因組學分析
51材料與方法
511試驗材料
512基因家族收縮擴張分析
513正選擇分析
514包含特異氨基酸變異的蛋白篩查
515基因獲得和缺失
516快速進化
52結果與分析
521基因家族收縮擴張分析結果
522正選擇分析結果
523包含特異氨基酸變異的蛋白篩查結果
524基因獲得和缺失結果
525快速進化基因結果
53討論
531駱駝能量代謝
532駱駝應激能力
533駱駝對沙塵和日照的適應性
534駱駝對缺水的適應性
54本章小結
第6章雙峰駝腎臟的轉錄組分析
61材料與方法
611試驗材料及試驗處理
612RNA提取及檢測
613RNA樣品處理與測序
614轉錄組數(shù)據(jù)過濾
615基因表達水平計算
616差異表達基因篩選
617差異表達基因的GO功能顯著性富集分析
618差異表達基因的通路顯著性富集分析
62結果與分析
621RNA提取檢測結果
622轉錄組測序的堿基組成和堿基質量分析結果
623雙峰駝腎臟轉錄組基本分析結果
624雙峰駝腎臟轉錄組基因表達注釋結果
625雙峰駝腎臟轉錄組基因差異表達分析結果
626雙峰駝腎臟轉錄組差異表達基因的GO分析結果
627雙峰駝腎臟轉錄組差異表達基因的通路富集分析結果
63討論
631駱駝腎臟鈉重吸收相關基因的轉錄特點
632駱駝腎臟水孔蛋白基因家族轉錄特點
633駱駝腎臟的高滲調節(jié)特點
634駱駝腎髓質有機適應性滲透物的調節(jié)
635駱駝腎髓質的滲透調節(jié)與血糖
636駱駝腎髓質的滲透保護
64本章小結
第7章全書總結
71全書結論
72研究創(chuàng)新點
73有待進一步研究的內容
731基因組組裝版本的更新
732基因組注釋工作的完善
733駱駝科動物進化基因的研究
734駱駝腎臟生理的分子和細胞學研究
縮略詞表
附錄
參考文獻