葉芽阿拉伯芥基因體和阿拉伯芥屬的親緣基因體學

Translated title of the thesis: Phylogenomics in Arabidopsis based on a newly constructed genome of A halleri ssp gemmifera
  • 黃 名邦

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 是一年生的自交草本植物,也是擁有最詳盡基因體資料的模式植物。阿拉伯芥最近緣的物種為Arabidopsis lyrata和Arabidopsis halleri,均為多年生異交且須仰賴昆蟲授粉,顯示阿拉伯芥屬在交配系統和世代交替速度都有明顯差異。分布於北美五大湖區A lyrata的亞種lyrata為二個完成解序的阿拉伯芥屬物種;而 A halleri ssp gemmifera是A halleri的五個亞種中唯一分布於東亞的物種。因此本文藉由比較 A halleri ssp gemmifera與A thaliana 、 A lyrata和日本的A halleri ssp gemmifera的基因體來分析阿拉伯芥屬間的演化和種內的遺傳多樣性。BLAST 分析結果顯示阿拉伯芥屬的同源基因 (orthologs) 有10532個。本文使用outlier分析將大於Ks值分布的95 00 %外的基因群設定為Ks的outliers,並假定這些outliers是種化初期分歧的基因。PAML 結果顯示,outliers中有39 00 %的基因有發生過正向天擇,而同源基因中只有17 00 %;PhiPack的結果顯示outliers和同源基因的重組率有顯著差異。相較於A thaliana,A lyrata 與 A halleri ssp gemmifera兩者的同義置換速率較慢,顯示世代交替的速率會影響演化速率。親緣樹的結果顯示0 40 % 的基因親緣樹不符合物種親緣樹,再由兩者的地理分布推斷親緣樹不符合的原因可能為譜系不完全分離 (incomplete lineage sorting)。比較兩個 A halleri ssp gemmifera同源基因體後發現 25 01 % 的同源基因有發生變異,其中只有1 40 % 受到天擇的影響,顯示多數的變異是不受天擇影響。綜合以上所述,本文推測 A thaliana分化的原因可能跟較快的演化速率和正向天擇有關;兩個姊妹種的分歧則主要是正向天擇催化的結果。而日本和台灣的A halleri ssp gemmifera可能受到不同的天擇壓力。
Date of Award2014 Aug 30
Original languageChinese
SupervisorTzen-Yuh Chiang (Supervisor)

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葉芽阿拉伯芥基因體和阿拉伯芥屬的親緣基因體學
名邦, 黃. (Author). 2014 Aug 30

Student thesis: Master's Thesis