以比較基因體學探討八丈芒之演化歷程與適應

  • 陳 威宇

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

芒屬 ( Miscanthus ) 為禾本科(Poaceae)黍亞科 ( Panicoideae ) 植物,主要分佈於東亞及東南亞。八丈芒 (Miscanthus sinensis var condensatus)為中國芒(M sinensis)之亞種,生長於台灣東部濱海沿岸地區,其棲地受海水以及降雨淋餘影響,具備高強度曝曬、日溫差大、高度鹽分等條件,因此大部份植物無法在此生長。根據這樣的特殊棲地環境,我推測八丈芒之所以能夠在如此惡劣條件下生長,必定具備多種非生物耐受性基因被天擇所偏好,在此本研究特別針對鹽分耐受度進行探討。 藉由與已完成全基因體定序的禾本科物種互相比較,包括高粱 (Sorghum bicolor) 、玉米 (Zea mays) 、小米 (Setaria italic) 、柳枝稷 (Panicum virgatum) 、水稻 (Oryza sativa) 、二穗短柄草 (Brachypodium distachyon),並進行演化以及天擇選汰的分析。本研究串連 3 515 條直系同源基因 (orthologous genes) 畫出物種樹,結果呈現八丈芒與高粱為最近緣種,並和玉米同屬於蜀黍族,小米和柳枝稷則屬於黍族並與蜀黍族為近緣,水稻和二穗短柄草則為外群。在 3 515 條直系同源基因中, 2 007 條基因的親緣樹與物種樹相符, 1 521 條基因發生過重組事件,2 094 條基因具有 GO (gene ontology)註解。 在這些基因中,我們鎖定 12 個與離子運輸相關的註解,包括 transport 、 transmembrane transport 、 ferrous iron transport 、 potassium ion transport / transmembrane transport 、 response to aluminum ion / metal ion 、 citrate transport 、 regulation of anion transport 、 anion / cation / metal ion transport ,其中 iron ion tranamembrane transport potassium ion transport response to metal ion ferrous iron transport response to aluminum ion 分類群的同源基因其受正向天擇偏好比率為 100 %,這些 GO term ?能都與離子的濃度有關,旨在調控生物膜內外的電位差平衡,這些 GO 的?能以及天擇基因的表現也顯現八丈芒在高鹽逆境下的天擇偏好。
Date of Award2015 Nov 25
LanguageChinese
SupervisorTzen-Yuh Chiang (Supervisor)

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以比較基因體學探討八丈芒之演化歷程與適應
威宇, 陳. (Author). 2015 Nov 25

Student thesis: Master's Thesis