阿拉善雙峰駝基因組學(xué)研究一書重點(diǎn)介紹了阿拉善雙峰駝飼養(yǎng)特點(diǎn),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(diǎn),為實(shí)現(xiàn)阿拉善雙峰駝遺傳資源的開發(fā)提供理論指導(dǎo)。
前言
駱駝是大型的沙漠適應(yīng)性哺乳動(dòng)物,在干旱地區(qū)的畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。駱駝基因組上保存有抗逆相關(guān)的優(yōu)良遺傳資源,有著極其重要的科研和育種價(jià)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(chǔ),以功能基因開發(fā)利用為技術(shù)核心,以培育優(yōu)良品種為高利潤(rùn)產(chǎn)品的生物產(chǎn)業(yè)模式;蚪M測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步和測(cè)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(dòng)物基因組學(xué)研究,揭示動(dòng)物之間的進(jìn)化關(guān)系,發(fā)掘動(dòng)物優(yōu)異基因資源,實(shí)施分子育種已經(jīng)成為目前動(dòng)物科學(xué)及畜牧業(yè)的重要研究前沿領(lǐng)域。
本書共分7個(gè)章節(jié),包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,駱駝科動(dòng)物全基因組序列的測(cè)序與組裝,駱駝科動(dòng)物基因組的注釋,駱駝科動(dòng)物基因組的進(jìn)化分析,駱駝沙漠適應(yīng)性的比較基因組學(xué)分析,雙峰駝腎臟的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析等內(nèi)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(gè)駱駝科動(dòng)物的基因組測(cè)序組裝結(jié)果和基因注釋結(jié)果;從分歧的遺傳原因、分歧時(shí)間和種群歷史變化三個(gè)方面系統(tǒng)地揭示了這三個(gè)駱駝科動(dòng)物的進(jìn)化史;證實(shí)了駱駝科動(dòng)物通過其特有的加速進(jìn)化以適應(yīng)干旱、高原等不利的環(huán)境。揭示了長(zhǎng)期限水條件下,駱駝低能量消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)模式以及駱駝腎臟在水分保持上進(jìn)化出的特殊補(bǔ)償機(jī)制。對(duì)雙峰駝、單峰駝和羊駝進(jìn)行全基因組測(cè)序、組裝、注釋和進(jìn)化研究,為揭示駱駝科動(dòng)物的進(jìn)化歷史及駱駝的沙漠適應(yīng)性,開發(fā)駱駝優(yōu)秀種質(zhì)資源奠定基礎(chǔ)。
本書由國家自然科學(xué)基因項(xiàng)目(31402106,31660648)、內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?茖W(xué)研究項(xiàng)目(NJZC16189) 以及內(nèi)蒙古民族大學(xué)博士科研啟動(dòng)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(qǐng)同行和讀者批評(píng)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(xué)博士后,主要從事阿拉善雙峰駝基因組學(xué)研究。主持國家級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng),省級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng),校級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng),參加項(xiàng)目多項(xiàng)。發(fā)表論文多篇,其中第一作者發(fā)表《NatureCommunication》1篇。獲得市級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng),校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。
第1章引言
11研究背景和意義
12國內(nèi)外研究進(jìn)展
121駱駝科動(dòng)物的進(jìn)化
122現(xiàn)存駱駝科動(dòng)物的生物學(xué)特性
123生物信息學(xué)及其發(fā)展歷史
124基因組測(cè)序技術(shù)
13研究?jī)?nèi)容
第2章駱駝科動(dòng)物全基因組序列的測(cè)序與組裝
21材料與方法
211試驗(yàn)材料
212DNA提取及檢測(cè)
213基因組測(cè)序
214測(cè)序數(shù)據(jù)過濾
215K-mer分析估計(jì)基因組大小
216小片段數(shù)據(jù)糾錯(cuò)
217駱駝科動(dòng)物基因組的組裝
218駱駝科動(dòng)物基因組的測(cè)序效果評(píng)價(jià)
22 結(jié)果與分析
221DNA樣品檢測(cè)結(jié)果
222基因組測(cè)序結(jié)果
223測(cè)序數(shù)據(jù)過濾結(jié)果
224K-mer分析估計(jì)基因組大小的結(jié)果
225小片段數(shù)據(jù)糾錯(cuò)的結(jié)果
2263個(gè)駱駝科動(dòng)物基因組的組裝結(jié)果
2273個(gè)駱駝科動(dòng)物基因組的組裝后基因組分析
23討論
231測(cè)序物種的選擇
232測(cè)序平臺(tái)與策略
233基因組大小的估計(jì)
234基因組的組裝指標(biāo)
24本章小結(jié)
第3章駱駝科動(dòng)物的基因組注釋
31材料與方法
311試驗(yàn)材料
312重復(fù)序列注釋
313基因預(yù)測(cè)
314功能注釋
315ncRNA注釋
316基因集評(píng)估
317直系同源關(guān)系分析
32結(jié)果與分析
321重復(fù)序列注釋統(tǒng)計(jì)結(jié)果
322基因預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果
323功能注釋統(tǒng)計(jì)結(jié)果
324ncRNA注釋統(tǒng)計(jì)結(jié)果
325基因集評(píng)估統(tǒng)計(jì)結(jié)果
326直系同源關(guān)系分析結(jié)果
33討論
331駱駝科動(dòng)物基因組重復(fù)序列的注釋
332駱駝科動(dòng)物基因組基因結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)
333駱駝科動(dòng)物基因組基因功能和非編碼RNA的注釋
34本章小結(jié)
第4章駱駝科動(dòng)物基因組進(jìn)化分析
41材料與方法
411試驗(yàn)材料
412共線性鑒定
413片段復(fù)制分析
414基因家族聚類分析
415物種進(jìn)化樹的構(gòu)建
416物種分歧時(shí)間的計(jì)算
417分支特異性Ka/Ks率計(jì)算
418SNP判讀和分布比較分析
419群體歷史重建
42結(jié)果與分析
421共線性鑒定結(jié)果
422片段復(fù)制分析結(jié)果
423基因家族聚類分析結(jié)果
424物種進(jìn)化樹的構(gòu)建結(jié)果
425物種分歧時(shí)間的計(jì)算結(jié)果
426分支特異性Ka/Ks率計(jì)算結(jié)果
427SNP判讀和分布比較分析結(jié)果
428群體歷史重建結(jié)果
43討論
431駱駝科動(dòng)物基因組的共線性與片段復(fù)制
432駱駝科動(dòng)物進(jìn)化關(guān)系和分歧時(shí)間推算
433駱駝科動(dòng)物的選擇壓力
434駱駝科動(dòng)物的群體歷史規(guī)模的變化
44本章小結(jié)
第5章駱駝沙漠適應(yīng)性的比較基因組學(xué)分析
51材料與方法
511試驗(yàn)材料
512基因家族收縮擴(kuò)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(jìn)化
52結(jié)果與分析
521基因家族收縮擴(kuò)張分析結(jié)果
522正選擇分析結(jié)果
523包含特異氨基酸變異的蛋白篩查結(jié)果
524基因獲得和缺失結(jié)果
525快速進(jìn)化基因結(jié)果
53討論
531駱駝能量代謝
532駱駝應(yīng)激能力
533駱駝對(duì)沙塵和日照的適應(yīng)性
534駱駝對(duì)缺水的適應(yīng)性
54本章小結(jié)
第6章雙峰駝腎臟的轉(zhuǎn)錄組分析
61材料與方法
611試驗(yàn)材料及試驗(yàn)處理
612RNA提取及檢測(cè)
613RNA樣品處理與測(cè)序
614轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)過濾
615基因表達(dá)水平計(jì)算
616差異表達(dá)基因篩選
617差異表達(dá)基因的GO功能顯著性富集分析
618差異表達(dá)基因的通路顯著性富集分析
62結(jié)果與分析
621RNA提取檢測(cè)結(jié)果
622轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的堿基組成和堿基質(zhì)量分析結(jié)果
623雙峰駝腎臟轉(zhuǎn)錄組基本分析結(jié)果
624雙峰駝腎臟轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)注釋結(jié)果
625雙峰駝腎臟轉(zhuǎn)錄組基因差異表達(dá)分析結(jié)果
626雙峰駝腎臟轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因的GO分析結(jié)果
627雙峰駝腎臟轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因的通路富集分析結(jié)果
63討論
631駱駝腎臟鈉重吸收相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)
632駱駝腎臟水孔蛋白基因家族轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)
633駱駝腎臟的高滲調(diào)節(jié)特點(diǎn)
634駱駝腎髓質(zhì)有機(jī)適應(yīng)性滲透物的調(diào)節(jié)
635駱駝腎髓質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)與血糖
636駱駝腎髓質(zhì)的滲透保護(hù)
64本章小結(jié)
第7章全書總結(jié)
71全書結(jié)論
72研究創(chuàng)新點(diǎn)
73有待進(jìn)一步研究的內(nèi)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(dòng)物進(jìn)化基因的研究
734駱駝腎臟生理的分子和細(xì)胞學(xué)研究
縮略詞表
附錄
參考文獻(xiàn)