基于BSR-Seq方法篩選牡丹開花早晚相關基因.pdf

1、牡丹（Paeonia suffruticosa）為芍藥科（Paeoniaceae）芍藥屬（Paeonia）牡丹組（sect. Moutan DC.）落葉小灌木，花期短且集中，同時我國牡丹栽培品種以中花品種占優(yōu)勢，早晚花品種比例很小，嚴重限制了牡丹觀賞應用和國際化市場的發(fā)展。因此，深入研究牡丹開花分子機理對于開花機制解析及其花期調(diào)控具有重要意義。本研究以早花品種‘鳳丹’為母本，晚花品種‘新日月錦’為父本，構建分離群體，選取父本、母本及其雜

2、交后代中開花特早、特晚個體的盛花期花瓣為試材，提取RNA，構建早花混池和晚花混池，基于Illumina HiSeqTM2500平臺，進行BSR-Seq分析，主要研究結果如下：
　?。?）利用 BSR-Seq技術對4個樣本進行測序，父本得到37,069,313條reads，母本得到33,883,337條reads，而早、晚花兩個混池平均得到76,779,815條reads，通過嚴格的篩選，共得到56.51 Gb Clean Data

3、，且各樣品的Q30堿基百分比均大于85％，GC分布正常，含量平均為44.70%。這表明BSR-Seq建庫成功。序列經(jīng)過組裝共得到173,960條Transcript和78,645條Unigene。
　?。?）通過對測序數(shù)據(jù)的組裝，共得到3,457,732條 Contigs，173,960條Transcript和78,645條Unigene。Contigs的平均長度為59.211 bp，Transcripts的平均長度為1106.7

4、4 bp，Unigene的平均長度為732.27 bp。且其中Transcript和Unigene的N50分別為1781 bp和1282 bp，這表明基因組拼接結果較好。
　　（3）使用 BLAST軟件將Unigene序列與 NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG、KEGG數(shù)據(jù)庫進行比對，預測 Unigene的氨基酸序列，然后使用HMMER軟件與Pfam數(shù)據(jù)庫比對，獲得Unigene的注釋信息。最終在NR數(shù)據(jù)庫中注釋到2

5、7,774個Unigene，在GO數(shù)據(jù)庫中注釋到15,324個，在KOG中獲得15,919個，在 Pfam中得到18,130個，在Swiss-Prot中獲得17,324個，在COG中注釋到7,978個，在KEGG數(shù)據(jù)庫中得到9,572個。共獲得58,084個有注釋的Unigene。
　?。?）通過基因差異表達的分析，得到父母本中差異表達基因最多，共為4789個，其中2309個上調(diào)基因，2480個下調(diào)基因。子代中差異基因為3783個

6、，包括1879個上調(diào)基因，1094個下調(diào)基因。早花混池與親本兩混池中差異表達基因總數(shù)均在4000以上，而晚花混池與親本兩混池中差異表達基因總數(shù)均在3000以上。
　　（5）通過對差異表達基因進行GO功能顯著性富集分析，得出父母本間的差異表達Unigene有3132條歸入生物學過程，1425條歸入細胞組分，1686條歸入分子功能；早晚花間的差異表達Unigene有4133條歸入生物學過程，1748條歸入細胞組分，2299條歸入分子功

7、能。
　?。?）通過對差異表達基因進行KEGG注釋，得到父母本間的差異基因在淀粉和蔗糖代謝通路中富集47個，碳代謝33個，植物激素信號轉(zhuǎn)導31個，苯丙素生物合成31個；在早晚花之間的差異基因在植物激素信號轉(zhuǎn)導上有50個，在淀粉和蔗糖代謝上49個，碳代謝44個，苯丙素生物合成35個，氨基酸生物合成34個。
　?。?）通過對測序數(shù)據(jù)的開發(fā)，共得到了219,291個 SNP位點，父本190,392個，母本185,929個，早花池2

8、07,438個，晚花池206,410個。通過過濾，與親本的差異位點有9579個，混池間的差異位點有161,888個。
　?。?）通過BSR關聯(lián)分析，最終篩選出9個顯著富集關聯(lián)位點的Unigene序列，它們是 c42942.graph_c0、 c46352.graph_c0、 c58332.graph_c0、c58361.graph_c0、 c54876.graph_c0、 c57417.graph_c0、 c55633.graph