导读:本文包含了进化基因组学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:基因组,基因组学,山杨,系统,胡桃,铜绿,群体。
进化基因组学论文文献综述
[1]（2019）在《圣母大学进化和生态基因组学Pfrender实验室》一文中研究指出Pfrender实验室隶属于美国圣母大学生物科学院。圣母大学(University of Notre Dame,https://www.nd.edu/)坐落在印第安纳州,是美国顶尖大学之一。在科学和工程领域具有很强的科研实力。其中生物科学院拥有40多名教职人员,从事进化和生态基因组学、病毒媒介生物学和疾病相关研究。圣母大学还拥有科研计算中心(Center for Research Computing)以及基因组和生物信息核心设(本文来源于《生物多样性》期刊2019年05期）
张旭[2]（2019）在《银白杨与欧洲山杨杂交的进化基因组学研究》一文中研究指出杨属白杨组银白杨与欧洲山杨在亚欧大陆广泛分布,并伴随有杂交带形成,为研究种间杂交带形成、杂交不相容、基因组分化及种间基因流等方面提供了理想的自然材料。本论文对中国分布银白杨与欧洲山杨及其杂交后代-银灰杨13个种群63个植株进行了全基因组测序,并结合欧洲已报道的欧洲山杨和美洲山杨群体基因组数据报道,较为系统地研究了自然条件下两个物种杂交后的基因组学变化和相应的进化过程。主要结果总结如下:(1)通过和已有报道的分布于欧洲的欧洲山杨以及其它地区的美洲山杨群体基因组进行比较分析,发现欧洲山杨与美洲山杨是姊妹群,银白杨分化较早;群体遗传学比较分析发现,发现中国分布的欧洲山杨遗传多态性最低(θπ=0.0016),并且全基因组平均Tajima’s D小于0,这可能是奠基者效应导致;另外银白杨具有严重的近亲繁殖现象(Run of Homozygosity,ROH=52.47 Mb);尽管欧洲山杨与美洲山杨的亲缘关系更近,但是欧洲山杨与银白杨IBD(Identity by Decent)数量更多,长度更长,暗示这两个物种之间存在更为广泛的基因流;系统发育树及STRUCTURE分析表明银灰杨是银白杨与欧洲山杨的杂交个体,没有形成独立的遗传谱系。(2)使用PSMC和Fastsimcoal25软件对美洲山杨、欧洲分布的欧洲山杨和新疆分布的欧洲山杨、银白杨四个群体进行群体历史重建,发现银白杨与欧洲山杨和美洲山杨的祖先群体的分化时间大约为6.5 Mya(Million Years Ago),欧洲山杨与美洲山杨的分化时间大约为1.1 Mya,欧洲山杨中国群体与欧洲群体的分化时间大约为0.9 Mya。银白杨与欧洲山杨之间存在广泛的基因流,此基因流至少发生两次,分别是银白杨与欧洲山杨的祖先群体之间和中国地区的银白杨与欧洲山杨群体之间。(3)全基因组证据支持银灰杨是银白杨和欧洲山杨的杂交后代,多数个体为F1代(5/9),产生的回交个体中有叁个个体与银白杨回交,一个个体与欧洲山杨回交;另外通过对亲本中各自固定的位点在杂交个体的频率研究,找到157个杂交不相容的位点,其中18个位点为非同义突变位点,包括11个编码基因。其中,两个基因(Potri.019G044100、Potri.002G106800)与杂交个体减数分裂及种子的正常发育相关;另两个免疫相关基因(Potri.008G197800、Potri.013G072800)可能参与杂交后不同遗传座等位基因相互作用导致的杂交不相容。(4)基因流可以影响群体间基因组的分化,且不同时期的基因流对分化的影响不同。银白杨与欧洲山杨祖先群体的基因流可以显着降低其种间基因组分化(FST与DXY),但是中国分布银白杨与欧洲山杨的基因流并没有类似的作用,这可能是由于近期生殖隔离的加强减弱了种间基因流频率。另外,欧洲山杨的欧洲和亚洲两个群体之间的基因流大大缩小了群体间分化,这主要是由于群体间没有生殖隔离;基因流发生在基因组的所有区域,受到环境选择的区域FST会增加。(5)银白杨与欧洲山杨特异的基因流区域主要与抗逆相关,显着富集在POD基因家族及先天免疫响应等基因,这些功能基因对提高杨属物种对生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力具有非常重要的作用。此外,两个物种间的基因流方向大多是由欧洲山杨流向银白杨,但是也有反向或者双向基因流的存在。这些结果可以加强我们对杨属物种各种环境下适应性的理解。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-05-01）
张立业,刘志瑾,李明[3]（2019）在《基于全基因组学的非人灵长类适应性进化的研究进展》一文中研究指出开展非人灵长类的基因组学研究不仅能够深入探究其演化与适应的分子机制,同时有助于非人灵长类遗传资源的开发和利用.近年来,由于研究方法和技术手段的不断发展和完善,非人灵长类基因组学的相关研究,特别是有关其适应性演化方面的研究也得到了极大的发展.为此,本文对非人灵长类基因组研究现状进行了概述,分析和探讨了目前非人灵长类适应性演化及其在生物医学研究方面的主要研究进展,并对本领域的研究进行了展望,旨在为非人灵长类的基因组学研究及其遗传资源的可持续开发与利用提供参考.(本文来源于《中国科学:生命科学》期刊2019年04期）
白雪[4]（2018）在《水貂源铜绿假单胞菌的遗传进化分析与比较基因组学研究》一文中研究指出水貂出血性肺炎是由铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)引起的以出血性肺炎为特征的急性传染病。为阐明我国水貂源PA的流行病学、遗传进化、耐药性和基因组特点,本文对2007-2017年分离自患出血性肺炎水貂的107株PA和水貂养殖场土壤的8株PA菌株进行研究,获得如下结果。阐明了水貂出血性肺炎病原PA的生物学特性和致病特点。结果表明107株貂源PA血清型为G型86株,B型7株,I型3株,C型1株,D型1株,未分型9株,8株土壤PA分离株的血清型为G型4株,A型,E型,D型各1株,未分型1株;选取46株非同一次暴发菌株进行运动性、生物被膜和致病性研究,结果表明:PA的泳动阳性率为89%,群集运动阳性率为93%,抽动运动阳性率为26%;产生物被膜强的菌株为23株,中等强度菌株为22株,弱菌株为1株;45株菌可产生褐色或粉色色素;水貂的感染模型显示,除2株PA对小白鼠未致死外,44株分离株对小白鼠和水貂的LD_(50)大小均分布在10~5 CFU-10~7 CFU之间。心、肝、脾、肺、肾等主要器官均有严重的病理变化,免疫组织化学观察发现PA在气管和肺泡壁上皮细胞中分布较多。以上结果表明水貂PA分离株和环境分离株有较强的致病力。为阐明PA的种群结构特点和遗传进化规律,通过脉冲场电泳(PFGE)和多位点序列分型(MLST)技术对分离菌株进行基因分型,完成了46株PA的全基因组测序并以此构建了Core-SNP进化树。PFGE结果表明同一次暴发的PA菌株均为同一个克隆。MLST结果表明貂源PA分离株具有种群多样性,菌株的ST型与人源分离株相同。Core-SNP结果表明人源PA分离株和水貂源PA分离株的遗传进化距离较远,发现了27株菌分离自不同年份的PA貂源分离株的(包括1株貂场土壤分离株)同源性100%,表明菌株在不同年份跨地区传播,貂场土壤菌株也是该病的感染源。测定了PA分离株的耐药性和耐药基因。结果显示,9株PA对喹诺酮类药物耐药(MIC:16μg/ml-256μg/ml),耐药原因为gyrA(Thr-83→Ile)和parC(Ser-87→Leu)基因位点突变;2株对磷霉素耐药(MIC=1024μg/ml),耐药原因为glpt(T_(220)CGCCT_(226),△Ile74-Ala75)基因位点缺失。全基因组分析发现,46株PA染色体上共携带87种耐药基因。表明水貂源PA的耐药原因主要为染色体上的目标基因位点突变引起的。为阐明貂源PA与人源PA基因组的差异,将46株貂源PA与人源PA强毒株LESB58基因组进行共有特有基因、分泌系统、共线性比较分析,结果表明,貂源及环境分离株的特有基因、SNP突变、重复序列、RNA、基因组岛、分泌蛋白、次级代谢产物的种类与数量均比LESB58低。与人源PA株相比,vgrG和hcp基因的种类和数量均较少,推测T6SS分泌系统致病力较弱。水貂源强毒株WH10.3、D15与弱毒株WD15.3共线性比对出现基因的易位和倒置,推测弱毒株毒力减弱可能和大片段的插入与缺失有关。以上结果表明貂源分离株与土壤分离株的代谢和功能简单,可能是菌株接触的环境单一性的演化结果。构建了HY-3的基因缺失株△PA5155和△ygfA,并对其进行了功能验证。结果表明,HY-3△PA5155基因缺失株对小鼠的毒力(LD_(50))下降2.9倍(P<0.05),HY-3△ygfA基因缺失株对小鼠的毒力(LD_(50))下降2.6倍(P<0.01)。HY-3△PA5155基因缺失株对貂肺上皮细胞黏附力显着下降(黏附率,14.6%→11.23%)(P<0.01);HY-3△PA5155和△ygfA基因缺失株对氯霉素(CM),头孢噻肟(CEF)的抗药敏感性上升(MIC:CM,64μg/ml→32μg/ml;CEF,256μg/ml→64μg/ml)。结果表明PA5155和ygfA对PA的致病性和耐药性有影响,但不是PA的关键毒力因子。综上所述,本论文首次测定了PA貂源和土壤分离株的生物学特性和致病特点;通过PFGE、MLST和Core-SNP方法阐明PA种群结构特点和遗传进化规律;测定了PA貂源分离株的耐药原因;阐明了貂源PA与人源PA基因组的差异;分析了PA PA5155和ygfA基因的生物学功能。研究结果阐明了我国水貂出血性肺炎病原PA的致病特点和传播规律,为水貂出血性肺炎的防控及人类健康的防护提供理论依据。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2018-12-01）
杨光[5]（2018）在《浙大和中国水稻所:作物与杂草互作与进化基因组学进展与展望》一文中研究指出浙江大学樊龙江教授团队携手中国水稻所郭龙彪研究员等科研人员,在国际知名学术期刊《Trends in Plant Science》在线发表综述文章"Genomic clues for crop-weed interactions and evolution",对近年来杂草基因组以及作物与杂草互作与进化分子机制进展进行了综述,并提出了该领域重要科学问题和今后研究方向。近年来,中外科学家联手展开研究,取得了一系列重要研究成果,包括我国开展的稻田杂草(稗草和杂草稻)、菟丝子等基因组学研究成果。(本文来源于《农药市场信息》期刊2018年26期）
胡昳恒[6]（2018）在《基于基因组学与转录组学的胡桃科植物系统进化及群体遗传学研究》一文中研究指出胡桃科(Juglandaceae)隶属于壳斗目(Fagales),是世界重要的经济树种,具有重要的材用、食用、药用、生态和艺术价值。本研究以胡桃科植物为研究对象,采用高通量测序技术结合生物信息学、进化生物学及群体遗传学等方法,对胡桃科物种进行如下分析:首先,利用群体基因组学数据对该科中最重要的经济树种胡桃属(Juglans)植物进行研究,从多角度揭示胡桃属系统发育关系、物种形成机制以及该属物种复杂的群体动态历史。其次,本研究利用叶绿体基因组数据阐明胡桃科的系统发育关系、揭示其进化起源中心以及多样化历史,结合化石证据进一步确定胡桃科的在时间尺度上的进化历程。主要结果如下:(1)中国胡桃属植物包括以下5个物种:核桃、铁核桃、野核桃、麻核桃和核桃楸。首先,基于IlluminaMiseq测序平台首次对胡桃科中核桃的叶绿体DNA进行高通量测序。利用生物信息学方法获得了完整的核桃叶绿体参考基因组序列(160,367 bp)。对参考基因组序列进行注释,发现其共有137个基因,包括86个蛋白编码基因,3个假基因(2个ycf15和1个infA),40个tRNA基因,8个rRNA基因。其次,由于缺乏丰富的分子标记,中国胡桃属植物5个物种间系统发育关系仍然没有彻底被解决。本研究利用高通量测序平台Illumina Hiseq对中国5个胡桃属的叶绿体DNA进行测序,通过上述部分构建的参考叶绿体基因组,进行5个胡桃属叶绿体基因组比较研究。基于比较结果,共鉴定了胡桃属植物叶绿体序列中大量的SNPs和Indels变异位点,以及简单重复序列和大片段重复序列。同时,利用叶绿体基因组、蛋白编码基因和非编码区序列叁组数据对5个胡桃属进行系统发育分析,结果与形态学的分组高度一致,分为核桃组和核桃楸组。本研究中开展的胡桃属植物叶绿体基因组测序分析将为进一步研究胡桃属的种间杂交、系统进化和群体历史提供可用的遗传资源。(2)胡桃属植物比较转录组学以及跨物种EST-SSRs分子标记开发可以为后续研究该属物种群体适应性分化研究提供有效的基因组资源。利用Illumina Hiseq测序平台分别对中国5个胡桃属植物,即核桃、野核桃、核桃楸、麻核桃和铁核桃的不同组织(叶片、幼果、雌花、雄花)RNA等量混合后进行转录组测序。本研究共产生16,811,432-49,929,297 个高质量的 reads,通过 de novo 组装得到 83,112-103,167 个unigenes序列,鉴定出9,216-9,389个核心单拷贝直系同源基因。同时,随机选择96对EST-SSRs分子标记在5个胡桃属物种中进行通用性和多态性检测。此外,基于467个单拷贝直系同源基因对7个胡桃属植物(核桃、铁核桃、野核桃、核桃楸、麻核桃、美国白核桃和黑核桃)和3个外类群(山核桃、板栗和夏栎)进行系统发育分析,结果表明基因树和物种树系统发育关系一致。基于胡桃属的叶绿体基因组和单拷贝直系同源基因序列分别构建系统发育树的结果表明,美国白核桃和中国特有种麻核桃的系统位置存在分歧,近缘种种间杂交和叶绿体捕获可能是导致胡桃属物种核基因组与叶绿体基因组系统发育关系分歧的原因。(3)由于胡桃属植物的天然分布是典型的北半球间断分布,而成为东亚-北美生物地理分布模式的研究热点。有限的分子标记不能很好的解决胡桃属的系统发育关系和生物地理分布模式。本研究通过胡桃属10个物种50个体进行重测序来探究胡桃属的系统发育关系和生物地理分布模式。研究结果表明:叶绿体基因组为重建胡桃属系统发育提供足够的有效信息位点,解决该属物种种间尚未解决的系统发育关系,美国白核桃聚在黑核桃组组内,麻核桃聚在核桃楸组中。此外,结合化石点校正确定胡桃属内的分化时间约为43.8 Mya。同时,通过ADMIXTURE基于核基因组SNPs分析胡桃属群体遗传结构结果表明,麻核桃为杂交种,其母本为核桃组Cardiocaryon,父本为核桃楸组Dioscary,即 J.hopeiensis= Cardiocaryon ♀ × Dioscaryon ♂。然而,在白核桃中没有检测到近缘种的基因渐渗。根据胡桃属核基因组SNPs构建系统发育树结果表明,美国白核桃与核桃楸组聚为一支,并最先从核桃楸组分化出来;而麻核桃的个体既有和核桃楸组聚为一支,也有和核桃组聚为一支。结合单亲遗传叶绿体基因组和双亲遗传核基因组的研究结果表明,美国白核桃系统发育关系分歧的原因是该物种与黑核桃组发生了叶绿体基因捕获事件,而麻核桃的系统发育关系分歧的原因是近缘种之间的杂交渐渗。(4)由于胡桃科复杂的进化历史,导致其系统发育关系和多样化历史尚未阐明。本研究通过对胡桃科的6个代表属的26个个体进行叶绿体基因组测序来揭示该科的多样化历史。通过比较叶绿体基因组分析,鉴定出该科中的假基因和分化热点区域,为后续胡桃科开发条形码提供潜在的分子标记候选区。胡桃科叶绿体基因组的系统发育分析结果表明,胡桃科属间系统发育关系明确,分为6大支,且每个属都为一个单系支。结合化石校正点对胡桃科分化时间进行估算,结果表明,胡桃科的分化时间发生在白垩纪(78.58 Mya,95%HPD:76.58-80.50 Mya),且东亚分布的黄杞属植物最原始;而胡桃科内两个亚科(黄杞亚科和胡桃亚科)的分化时间发生在中新世(61.98 Mya,95%HPD:59.98-63.98 Mya)。结合胡桃科物种分化时间与气候动态历史的分析,结果表明主要的两个物种多样化时间与过去气候动态历史相对应,分别发生在始新世早期和中新世中期。本研究中的胡桃科系统发育关系将为胡桃科的分类学、物种多样性、生物地理学、表型进化、基因功能以及比较基因组学提供重要框架。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-01）
董彦[7]（2017）在《瘿螨总科进化线粒体基因组学研究》一文中研究指出瘿螨是一种植食性螨类,属世界分布。全世界目前已知有4,400多种瘿螨,是蜱螨亚纲中的一大类群。瘿螨具有相对其他螨类独特的特征,例如体型微小、蠕虫型、只有两对足、体上刚毛严重退化,具有高度的寄主专化性等。一些瘿螨种类是重要的农林业害虫,可危害茶树、柑橘等经济作物;也有些瘿螨种类是良好的生物防治材料,可用来防治杂草。对于瘿螨的研究已经持续了一个多世纪,但主要集中于新种的描述,系统发育研究较少,高级阶元的分类地位还存在争议。早期的学者曾根据瘿螨的独特形态特征,将瘿螨直接归属于蜱螨亚纲下的瘿螨目中。根据最新的分类系统,瘿螨总科属于蛛形纲、蜱螨亚纲、真螨总目、恙螨目,但形态祖征和衍征的确立缺少足够的系统发育证据。线粒体是真核生物细胞内的一类重要细胞器,通常包含37个基因。线粒体基因组通常被认为适用于高阶元的系统发育关系分析。与后生动物相同,蜱螨亚纲的线粒体基因组通常包含37个基因,但基因的重排现象严重,所有已测的真螨总目螨类线粒体基因组都发生了基因重排。典型的线粒体tRNA基因二级结构为叁叶草结构,而真螨总目中,tRNA二级结构呈现出大量的D-臂或者T-臂缺失,非典型tRNA二级结构也被认为具有系统发育信息。我们测定和注释了 5种瘿螨的线粒体基因组,包含瘿螨总科下的两个科:瘿螨科Eriophyidae和羽爪瘿螨科Diptilomiopidae。分别是泰山叶刺瘿螨Phyllocoptes taishanensis,圆柏上瘿螨Epitrimerus sabinae,金樱新上叁脊瘿螨Neocalepitrimerus rosa,离子瘿螨属的一个种Leipothrix sp.和韶关鼻背瘿螨Rhinotergum shaoguanense。比较分析了瘿螨总科线粒体基因重排情况和线粒体tRNA的缺臂现象。结果表明5种瘿螨的线粒体基因组排序相对于节肢动物祖先排序都发生重排,且彼此之间各不相同,但重排程度在真螨总目中是最低的;5个种都有缺臂的tRNA,缺臂程度是真螨总目中程度最高的。我们推测了真螨总目线粒体基因组的祖先排列模式,归纳了真螨总目各tRNA二级结构的缺臂特点。为了推测瘿螨总科在蜱螨亚纲中的系统发育地位,我们选取了包括瘿螨在内的110个蜱螨种类的线粒体全基因组序列,构建了蜱螨亚纲高级阶元的系统发育树。此外,还选取了 231个蜱螨种类(包括25个瘿螨种类)的核基因18S序列构建系统发育树。两套数据的分析结果都支持以往研究中瘿螨总科的单系性,但不支持恙螨目的单系性。依据不同的数据分析方法,结果略有差异:一种是支持瘿螨和疥螨目聚类,另一种则支持瘿螨是“疥螨目+非瘿螨的恙螨目”的姊妹群。但这两个结果都表示瘿螨总科可能不适于放在恙螨目下。瘿螨在形态上的极为特殊,与其他蜱螨差异很大,这一进化上的重要分化事件发生的时间及其原因暂时还没有合理的解释。叁迭纪的瘿螨化石,推翻了瘿螨是近期衍生的理论,有些推测认为瘿螨可能以裸子植物为寄主,随植物的扩散而扩散到全世界。我们以全线粒体基因组核苷酸序列为数据,构建基于时间轴上的系统发育树,表明瘿螨约在泥盆纪(约384Mya)与其他螨类分化开。而瘿螨的起源可追溯到二迭纪(约262 Mya),基本上早于裸子植物扩散的时间(叁迭纪-侏罗纪)和被子植物扩散的时间(早白垩纪),这也比之前研究的时间节点都要早很多。基于线粒体基因组和核基因18S构建的系统发育树显示瘿螨总科的分类位置与当前的分类系统不符,应当重新考虑瘿螨总科在真螨总目中的分类地位,但需要结合更多的数据(分子数据、形态数据和生态数据)来证实。整个研究结果对蜱螨亚纲系统发育与进化研究提供了数据基础。(本文来源于《南京农业大学》期刊2017-06-01）
陈梦云[8]（2017）在《基于系统发育基因组学分析解决困难进化问题的策略研究》一文中研究指出随着高通量测序技术的快速发展,分子系统发育学进入了以海量数据为特征的系统发育基因组学时代(phylogenomics)。组学大数据给分子系统发育学带来了前所未有的机遇,许多传统系统发育学难以解析的生物类群进化关系通过增加数据有了明确的结果。然而随着研究的深入,学者们发现在海量数据中,“信号”与“噪音”是并存的。当我们探究少数十分棘手的系统发育关系时(例如经历快速辐射性进化类群的亲缘关系),使用现有的分析方法可能出现稀少的真实“信号”(phylogenetic signal)被系统误差引起的“噪音”(phylogenetic noise)完全掩盖的情况,致使我们得出一个解析度高但不能反映真实进化历史的系统发育关系。本论文的工作在于试图突破现有的数据分析瓶颈,从提出新的数据分析思路及选择新的数据类型入手,运用海量数据解决极具争议的有颌类脊椎动物系统发育框架及劳亚兽总目各目间亲缘关系问题。Ⅰ.有颌类脊椎动物系统发育基因组学研究如何从海量数据中筛选出真实的“信号”,降低数据中存在的“噪音”,以得到一个稳定且真实的系统发育关系是系统发育基因组学研究的重要课题。目前常见的提升数据质量的方法包括选择更完整的数据集、选择进化历程与现有模型更匹配的慢速进化的基因等等。但缺乏实例对这些数据筛选方法进行横向评估比较。有颌类脊椎动物系统发育框架上许多节点即使进入大数据时代仍颇具争议,使得其成为检验现有数据筛选方案的绝佳例子。本研究基于新测的10个有颌类脊椎动物物种的转录组数据结合公共数据库中的基因组及转录组数据,构建了一个包含58个物种,4682个蛋白质编码基因的氨基酸数据集,用于探索有颌类脊椎动物系统发育框架问题。另外,我们选取了有颌类脊椎动物系统发育树上六个具有争议的节点作为测试对象,对已有的数据筛选方案进行分析及评估。结果显示,每个测试问题均存在大量的冲突信号,而现有的数据筛选方案在解决具有多个困难问题的系统发育关系时,提升数据信噪比的效果不佳,筛选数据建树结果不稳定且高度不一致,重建的系统发育关系会随着数据集大小及建树方法的不同而发生改变。基于此现象,我们提出了问题针对型(question-specific)数据筛选策略,即针对每个困难问题生成特定的筛选数据集。该策略包括两种不同的方法,方法一为明确表态法,即将不能明确支持有关困难问题所有假说中任意一种的基因从数据集中删除。方法二为节点原则法,是指所选的基因必须能够支持与研究问题具有相关性的特定的拓扑结构。经检验,问题针对型数据筛选策略在六个测试对象中均有效地提高了数据信噪比,所得结果具有鲁棒性。利用目前最大的有颌类脊椎动物数据集,我们提供了一个可靠的有颌类脊椎动物系统框架。除此之外,我们的结果再次证明了简单的增加数据在解决某些难点问题时是远远不够的。我们提出的问题针对型数据筛选策略也为今后解决生命之树上的困难节点提供了新思路。Ⅱ.劳亚兽总目系统发育基因组学研究厘清经历辐射性进化(rapid radiation)类群的亲缘关系一直是困扰进化生物学家的难题。各物种在极短的时间完成物种分化及形成意味着仅有很少的能够反应真实进化历史的“信号”得以在序列中积累。出于数据的易得性及易操作性,现有大部分研究都以进化速度较慢的蛋白质编码序列作为数据源进行系统发育学分析,而鲜少使用进化速度更快的非编码区序列推断快速辐射类群的亲缘关系。劳亚兽是经历快速辐射性进化的代表类群,其各目间亲缘关系一直存在很大争议,且前人研究大多基于蛋白质编码序列。为了解决这一历史难题,我们利用公共数据库中基因组数据构建了两个数据集,物种取样涵盖了除鳞甲目之外的其他5个目代表物种,形成由3638个基因构成的全长为19,055,073 bp的内含子数据集及由10259个基因构成的全长为20,994,285 bp的蛋白质编码序列数据集,并分别采用超级矩阵方法及基于溯祖理论的物种树方法对劳亚兽各目间发育关系进行推断。数据分析结果表明,内含子数据相比于蛋白质编码数据在解决劳亚兽问题中有更强且匀质的系统发育信号。对建树结果比较发现,内含子数据使用两种方法建树所得拓扑结构一致,且所有节点以支持率100%解析,而蛋白质编码序列得到的拓扑结构不一致,且得到的系统发育关系解析度低。为了检验内含子的高解析度系统发育树不是由于系统误差造成的错误结果,我们通过不同数据筛选条件对内含子数据进行重采样并建树,并对蛋白质编码序列数据集做同样处理。同时本研究还探究了不同外类群的组合方式对内含子建树及蛋白质编码序列建树的影响。研究结果表明,数据重采样及外类群的选择对内含子数据构建的系统发育树影响极小,而蛋白质编码序列构建的系统发育树会随着数据筛选条件的不同及外类群的不同组合产生巨大变化。除此之外,通过统计数据中单基因树拓扑结构我们发现,无论是内含子数据集还是蛋白质编码序列数据集,出现频率最高的单基因树的拓扑结构与内含子完整数据集建树结果相同,说明从单基因树频率来看,蛋白质编码序列数据中“信号”与内含子数据内部是一致的。利用目前最大的非编码的内含子序列数据集重建劳亚兽各目间亲缘关系,我们得到了一个稳定且完全解析的系统发育关系,所得结果支持真盲缺目位于劳亚兽的基出位置,剩下四个目分为两支,奇蹄目与翼手目关系更近,鲸偶蹄目与食肉目为姐妹类群。这一全新的系统发育关系假说,向揭示劳亚兽的生命之树又迈进了一步。同时,我们的分析说明了包含有更多“信号”的内含子数据将是未来解决生命之树上其他经历快速辐射性进化的困难节点的重要数据类型。(本文来源于《中山大学》期刊2017-05-17）
卢琴[9]（2017）在《企鹅嗅觉和地山雀合作繁殖的进化基因组学研究》一文中研究指出作为达尔文自然选择学说的核心内容之一,适应性进化主要研究自然界的生物如何为了适应环境的变化而演化出一系列的结构和功能的改变。随着基因组学的发展,大量的基因组和群体多态性数据不断涌现,比较基因组学、群体基因组学、生物信息学、系统生物学等基因组学相关学科也得到了快速发展,为研究适应性进化的分子机制提供了基础;而新一代测序技术的应用,更为研究适应性进化提供了难得的机遇。本文在基因组水平上,利用比较基因组学和群体基因组学两种手段,分别进行了 2项研究:1)企鹅的水下适应与嗅觉受体基因的进化;2)地山雀合作繁殖的适应性进化及其基因组学机制。这些研究将为我们在基因组时代下深入理解动物的适应性进化提供科学依据。在第二章中,我们研究了嗅觉受体(Olfactory receptor,OR)基因在企鹅中的进化。分析了2种企鹅(帝企鹅和阿德利企鹅)的基因组草图,同时分析了6种近亲水鸟(暴雪鹱、鸬鹚、朱鹮、小白鹭、卷羽鹈鹕和红喉潜鸟)的基因组草图,总计查找到了 344个完整且全长的(intact and complete)OR基因,分别是:帝企鹅32个、阿德利企鹅26个、暴雪鹱33个、普通鸬鹚36个、朱鹮47个、小白鹭106个、卷羽鹈鹕20个、红喉潜鸟44个。通过系统发育重建,得到了在这8种鸟中序列保守且功能重要的29个一对一的直系同源OR基因。由于基因组草图的测序不完全或者组装质量比较差,我们将基因组中没查找到的所有直系同源OR基因进行了常规测序,并新产生了 34条基因组草图没有的序列。通过对这一共378个OR基因序列的研究,结果显示,对其它水鸟很常见的序列保守功能重要的OR基因,在企鹅中却出现了显着多的假基因化:非企鹅水鸟的OR假基因占所有直系同源OR基因的比例为2.9%,而企鹅OR假基因所占比例为33.3%。因此,相对于其它水鸟而言,企鹅的嗅觉能力显着减弱。企鹅特有的嗅觉能力减弱发生在企鹅的共同祖先出现的时间,大约在23到60个百万年前之间。我们推测,与其它水鸟相比,企鹅减少对嗅觉的依赖原因之一是对水生生活的适应。由于企鹅在日常生活中对食物的搜索、追逐、捕获的全过程全都在水下,因此,企鹅水下视力的适应性进化可能使得它们的嗅觉变得不再重要了。在第叁章中,我们使用全基因组重测序技术报道了一种生活在青藏高原的合作繁殖模式动物——地山雀在基因组范围内的遗传变异,并初步揭示了地山雀合作繁殖进化的分子机制。我们选取合作繁殖比率显着不同的两个地山雀种群:天峻(5年平均合作繁殖比率47.1%)和尕海种群(5年平均合作繁殖比率8.7%)作为研究对象;其中,天峻和尕海种群的各5个个体分别被用来构建共计10个个体单独测序文库,而天峻的15个个体和尕海的15个个体的基因组DNA等量混合后被用来构建2个混池测序文库。本研究描述了地山雀的基因组范围的遗传变异,提供了一份重要的基因组资源,开发了一系列的遗传标记:从地山雀个体测序文库中一共检测到了 5910156个高质量的SNPs、261222个插入、372130个缺失和92299个不同类型的结构变异;从2个混池测序文库中检测到5979812个SNPs、335218个插入、458587个缺失和22154个结构变异。基于鉴定获得的所有SNPs,我们用邻接法和主成份分析的方法对个体测序数据进行了分析。结果显示,两种方法得到的结果是类似的:所有尕海的个体(GH1-GH5)聚在一起,所有天峻的个体(TJ1-TJ5)聚在一起。对上述的全基因组重测序数据进行正选择检验,对个体数据和混池数据中同时检测到的受选择的基因(PSGs)进行功能富集分析。全基因组扫描结果显示,天峻种群一共有197个基因、尕海种群一共有178个基因被检测到具有最强的受到正选择的信号。功能富集分析显示,与免疫、代谢、繁殖相关的功能在天峻种群中被显着富集,与发育相关的功能在尕海种群中被显着富集,说明两个种群具有强烈的遗传分化。此外,我们还发现3个与繁殖相关的分子通路(卵母细胞减数分裂、促性腺激素释放激素的信号通路、黄体酮介导的卵母细胞成熟通路)在天峻种群中显着富集,天峻种群中有8个受选择基因(PTK2、ADCY5、BTRC、UNC13B、HIPK1、KIF24、SHC1、MAPK14)的功能与长寿或衰老有关,说明繁殖策略和寿命可能在合作繁殖行为的进化中具有重要作用。因此,尽管有样品数量的不足,我们关于受选择基因的发现仍然初步揭示了合作繁殖行为适应性进化的分子机制,强调了寿命和繁殖在合作繁殖行为进化中的重要作用。(本文来源于《武汉大学》期刊2017-05-01）
徐超[10]（2017）在《煤污病病原真菌比较和进化基因组学及外寄生机制研究》一文中研究指出煤污病是一种世界性的植物真菌病害,普遍发生于温暖湿润的国家和地区,能够在苹果、梨等果实以及毛竹、紫薇等观赏植物的表面形成黑色的污斑和污点,导致其商品价值大幅下降,造成严重的经济损失。煤污病菌种类多样,大部分归属于座囊菌纲(Dothideomycetes)的多个科、属。它们主要由植物寄生性致病菌演化而来,但通常都只定殖于寄主植物表皮层而不侵入寄主内部,因而被认为是特殊的植物病原真菌类群——“附生菌(epiphyte)”。近年来,国内外对煤污病菌的分类学、生物地理学、流行学和药剂防治等方面进行了系统研究,但对于其在寄主表面严苛环境下(营养不足、干旱、强紫外线等)的适应机制仍不清楚。本研究通过全基因组测序、比较基因组和转录组分析,并结合组织学技术揭示了煤污病病原真菌的致病机理和演化模式,主要得到以下结果:果生月盾霉(Peltaster fructicola),一种常见的煤污病菌,基因组测序大小为18.14 Mb,共预测出8,334个蛋白编码基因,重复序列比率为0.42%。与其它真菌相比,果生月盾霉属于基因组大小、基因数目和重复序列比率均较少的物种。系统发育基因组学显示,果生月盾霉与半活体营养型小麦叶枯菌(Zymoseptoria tritici)的亲缘关系相对较近,但前者在进化中比后者丢失了更多的基因家族(1,019个vs.525个)却获得了较少的基因家族(58个vs.190个);且孤儿基因在果生月盾霉中所产生的数量(1,485个)也远少于小麦叶枯菌(2,972个)。因此,果生月盾霉应是经历了一种收缩性的演化过程,即固有的基因发生大量遗失而新基因严重缺乏。推测果生月盾霉基因组结构这种紧缩的特性可能与其极端的生存环境有关。生物信息学鉴定发现,果生月盾霉中仅含有107个外分泌蛋白编码基因,远少于除酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)外的其它参与比较的腐生、共生和寄生真菌(166~991个),其中作为候选效应蛋白的小分泌蛋白更是仅筛选出了12个,比上述所有真菌(16~343个)都要少。这表明果生月盾霉缺少由分泌蛋白,尤其是效应蛋白所介导的病原与寄主植物间互作。果生月盾霉中能够编码次级代谢产物合成核心酶的基因只有15个,少于包括小麦叶枯菌(28个)在内的绝大多数植物病原真菌(18~82个),说明果生月盾霉可能缺乏侵染寄主植物所需的次级代谢物,如真菌毒素。同小麦叶枯菌中注释到的68个植物细胞壁降解酶相比,果生月盾霉(24个)中主要缺少了β-1,4-内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-1,4-内切木聚糖酶、β-1,4-内切甘露聚糖酶、果胶甲基酯酶、果胶酸盐裂解酶和内切鼠李半乳糖醛酸酶。这些酶类都会参与植物细胞壁重要成分(葡聚糖、木葡聚糖、木聚糖、半乳甘露聚糖、同聚半乳糖醛酸和鼠李半乳糖醛酸I)主链的降解,使得果生月盾霉无法突破植物表皮细胞壁。此外,转录组分析也显示,以上叁类植物致病相关基因在果生月盾霉侵染寄主过程中大多是低表达甚至不表达的。同样属于植物细胞壁降解酶的角质酶编码基因被较为完整的保留并具有相当的转录活性,进一步证明了该煤污病菌的外致病性。为了适应寄主表面的极端环境,属于次级代谢产物的DHN-黑色素的合成相关基因也被保留。通过对被侵染的苹果表皮进行组织学观察发现,果生月盾霉在寄主表面扩展时不仅能够分解植物表层蜡质,还能在其类菌核体下方降解并穿透部分真角质层,这种定殖策略无疑有利于该病原菌在寄主植物表皮上的附着并从其中获取所需的营养物质。因此我们提出,果生月盾霉作为一种能够全程在寄主植物体外进行寄生生长的病原菌应被定义为“外寄生菌(ectophyte)”,而非是营腐生生活的“附生菌”。综上所述,果生月盾霉在由植物穿透型病原真菌向煤污病菌演化的过程中,基因组发生显着收缩,放弃了大量致病性相关的基因,却保留了一些与寄主植物表面定殖有关的功能,最终形成了一种独特的植物外寄生营养模式。而这种演化方式可能有助于病原菌逃避寄主的专化性和免疫防卫反应,进而适应迅速改变的生态环境。为了明确果生月盾霉的基因组演化方式在整个煤污病菌类群中的普遍性,我们对另外叁种煤污病菌——苹果小迭孢(Microcyclosporella mali)、角状平脐疣孢(Zasmidium angulare)和仁果迭孢(Microcyclospora pomicola)的基因组进行了测序,并与它们各自的近缘植物穿透型寄生菌——桉树叶斑病菌(Mycosphaerella madeirae)、柑橘腻斑病菌(Zasmidium citri)和桉树叶斑病菌(Teratosphaeria nubilosa)进行了比较基因组分析。结果显示,这叁种煤污病菌在基因组大小(26.7 Mb vs.32.2 Mb;36.2 Mb vs.42.9 Mb;22.4 Mb vs.27.1 Mb)、基因数量(11,572个vs.14,017个;14,946个vs.17,275个;9,169个vs.10,998个)以及重复序列比率(1.57%vs.6.09%;3.60%vs.8.35%;1.95%vs.7.88%)等方面均小于穿透型病原菌,表明它们的基因组结构同样具有紧缩特性。而且,相比于穿透型病原菌,这叁种煤污病菌在外分泌蛋白(488个vs.633个;887个vs.1,142个;339个vs.484个)、植物细胞壁降解酶(75个vs.98个;140个vs.160个;34个vs.75个)、次级代谢产物合成核心酶(29个vs.47个;34个vs.49个;19个vs.23个)和MFS转运蛋白(296个vs.396个;511个vs.596个;195个vs.242个)等植物致病因子的数量上也一致表现出了缩减,这意味着其侵入能力的减弱。因此,我们认为煤污病菌的基因组均呈现出了收缩演化的趋势,只不过与果生月盾霉比起来,这叁种煤污病菌的基因组收缩程度相对较小。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2017-05-01）
进化基因组学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
杨属白杨组银白杨与欧洲山杨在亚欧大陆广泛分布,并伴随有杂交带形成,为研究种间杂交带形成、杂交不相容、基因组分化及种间基因流等方面提供了理想的自然材料。本论文对中国分布银白杨与欧洲山杨及其杂交后代-银灰杨13个种群63个植株进行了全基因组测序,并结合欧洲已报道的欧洲山杨和美洲山杨群体基因组数据报道,较为系统地研究了自然条件下两个物种杂交后的基因组学变化和相应的进化过程。主要结果总结如下:(1)通过和已有报道的分布于欧洲的欧洲山杨以及其它地区的美洲山杨群体基因组进行比较分析,发现欧洲山杨与美洲山杨是姊妹群,银白杨分化较早;群体遗传学比较分析发现,发现中国分布的欧洲山杨遗传多态性最低(θπ=0.0016),并且全基因组平均Tajima’s D小于0,这可能是奠基者效应导致;另外银白杨具有严重的近亲繁殖现象(Run of Homozygosity,ROH=52.47 Mb);尽管欧洲山杨与美洲山杨的亲缘关系更近,但是欧洲山杨与银白杨IBD(Identity by Decent)数量更多,长度更长,暗示这两个物种之间存在更为广泛的基因流;系统发育树及STRUCTURE分析表明银灰杨是银白杨与欧洲山杨的杂交个体,没有形成独立的遗传谱系。(2)使用PSMC和Fastsimcoal25软件对美洲山杨、欧洲分布的欧洲山杨和新疆分布的欧洲山杨、银白杨四个群体进行群体历史重建,发现银白杨与欧洲山杨和美洲山杨的祖先群体的分化时间大约为6.5 Mya(Million Years Ago),欧洲山杨与美洲山杨的分化时间大约为1.1 Mya,欧洲山杨中国群体与欧洲群体的分化时间大约为0.9 Mya。银白杨与欧洲山杨之间存在广泛的基因流,此基因流至少发生两次,分别是银白杨与欧洲山杨的祖先群体之间和中国地区的银白杨与欧洲山杨群体之间。(3)全基因组证据支持银灰杨是银白杨和欧洲山杨的杂交后代,多数个体为F1代(5/9),产生的回交个体中有叁个个体与银白杨回交,一个个体与欧洲山杨回交;另外通过对亲本中各自固定的位点在杂交个体的频率研究,找到157个杂交不相容的位点,其中18个位点为非同义突变位点,包括11个编码基因。其中,两个基因(Potri.019G044100、Potri.002G106800)与杂交个体减数分裂及种子的正常发育相关;另两个免疫相关基因(Potri.008G197800、Potri.013G072800)可能参与杂交后不同遗传座等位基因相互作用导致的杂交不相容。(4)基因流可以影响群体间基因组的分化,且不同时期的基因流对分化的影响不同。银白杨与欧洲山杨祖先群体的基因流可以显着降低其种间基因组分化(FST与DXY),但是中国分布银白杨与欧洲山杨的基因流并没有类似的作用,这可能是由于近期生殖隔离的加强减弱了种间基因流频率。另外,欧洲山杨的欧洲和亚洲两个群体之间的基因流大大缩小了群体间分化,这主要是由于群体间没有生殖隔离;基因流发生在基因组的所有区域,受到环境选择的区域FST会增加。(5)银白杨与欧洲山杨特异的基因流区域主要与抗逆相关,显着富集在POD基因家族及先天免疫响应等基因,这些功能基因对提高杨属物种对生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力具有非常重要的作用。此外,两个物种间的基因流方向大多是由欧洲山杨流向银白杨,但是也有反向或者双向基因流的存在。这些结果可以加强我们对杨属物种各种环境下适应性的理解。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
进化基因组学论文参考文献
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[7].董彦.瘿螨总科进化线粒体基因组学研究[D].南京农业大学.2017
[8].陈梦云.基于系统发育基因组学分析解决困难进化问题的策略研究[D].中山大学.2017
[9].卢琴.企鹅嗅觉和地山雀合作繁殖的进化基因组学研究[D].武汉大学.2017
[10].徐超.煤污病病原真菌比较和进化基因组学及外寄生机制研究[D].西北农林科技大学.2017
论文知识图
