低溫脅迫下菊花葉片轉(zhuǎn)錄組比較分析.pdf

1、菊花為我國十大傳統(tǒng)名花之一，在園林觀賞植物中具有重要地位。菊花在秋冬季節(jié)開花過程中經(jīng)常遭受低溫傷害，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)和觀賞價(jià)值，因此關(guān)于菊花抗寒性的研究，對菊花生產(chǎn)應(yīng)用具有重要的意義。本文將菊花品種―金龍騰云‖分為兩組進(jìn)行不同溫度處理，一組為室溫處理（T01），一組為-8℃處理（T02），之后通過高通量測序技術(shù)對其葉片cDNA進(jìn)行測序并分析，主要研究結(jié)果如下：
　　1)完成2個(gè)樣品的轉(zhuǎn)錄組測序，共得到13.54Gb Clean Da

2、ta，各樣品的Clean Data均達(dá)到6.54Gb。De novo組裝后獲得71,917條Unigene，對Unigene進(jìn)行功能注釋，包括與NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、GO數(shù)據(jù)庫的比對，共獲得33,282條Unigene的注釋結(jié)果。并運(yùn)用MISA軟件從Unigene中鑒定出7種類型的SSR。
　　2)對unigene進(jìn)行Nr、Swiss-Prot注釋，COG、GO分類分析，有9,579條序列被注釋到COG數(shù)據(jù)

3、庫并被分為24類。一般功能基因預(yù)測數(shù)目最多，包含2,664條unigene，占27.8％，之后為復(fù)制、重組和修復(fù)，有1,569條，占16.4%；轉(zhuǎn)錄1,433條，占15.0%；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制1,259條，占13.1%。24,252個(gè)unigene獲得GO注釋，并按分子功能、細(xì)胞組分、生物學(xué)過程分為三大類56小類；分別包含了16、16和24個(gè)功能亞類。在細(xì)胞組分類型中，被注釋到細(xì)胞部分、細(xì)胞和細(xì)胞器的基因所占的比例最高，為14,984條、1

4、4,812條和12,638條。在分子功能類型中被注釋到催化活性和蛋白結(jié)合的基因所占的數(shù)目最多，各為12,594條與11,555條。生物過程類型中，代謝過程和細(xì)胞過程所占的比例最高，分別為16,249條與15,085條。
　　3)利用FPKM值標(biāo)準(zhǔn)化處理方法，分別對兩組菊花葉片的（T01和T02）測序文庫進(jìn)行差異基因（DEG）比較分析，共檢測出2,310個(gè)基因發(fā)生差異表達(dá)，其中有1,592個(gè)上調(diào)基因，718個(gè)下調(diào)基因。將獲得的差異基

5、因進(jìn)行注釋，通過GO分析，1,354個(gè)DEG被分入49個(gè)亞族，在生物過程分類中，歸類于氧化還原過程，蛋白磷酸化，轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基因較多；分子功能分類中，被注釋到ATP結(jié)合，氨基酸結(jié)合域，DNA結(jié)合的基因最多；而細(xì)胞組成分類中，注釋到葉綠體、細(xì)胞核、線粒體、質(zhì)膜的基因最多。COG數(shù)據(jù)庫按照功能將差異基因分為22類，其中一般性功能預(yù)測簇群代表了最大的類群，共有159條DEG，其次是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和轉(zhuǎn)錄，分別有103和102條。對差異基因進(jìn)行KEG

6、G注釋，有336條基因得到注釋，這些差異基因共涉及71個(gè)Pathway，其中注釋到植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因有28條、苯丙素生物合成23條、光合作用—天線蛋白21條、植物病原菌互作21條、苯丙氨酸代謝19條、淀粉與蔗糖代謝18條、不飽和脂肪酸的合成12條，這些基因在Pathway中占有較大比例。
　　4)隨機(jī)挑選12個(gè)差異表達(dá)基因并采用qRT-PCR法進(jìn)行基因表達(dá)水平的驗(yàn)證，得出的基因表達(dá)變化與轉(zhuǎn)錄組測序中差異基因變化基本一致。在挑選

7、的差異基因中，有少量基因沒有得到具體注釋。在得到注釋的基因中，MADS盒轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)量上調(diào)，在-8℃下表達(dá)量是室溫的3.12倍；含黃素單氧化酶表達(dá)量下調(diào)，-8℃下基因表達(dá)量為室溫的0.13倍；鈣結(jié)合蛋白CML31的表達(dá)量下調(diào)，僅為室溫的0.067倍；脯氨酸富集蛋白表達(dá)量上調(diào)，為室溫的1.72倍；葉綠素ab結(jié)合蛋白表達(dá)量下調(diào)，為室溫的0.10倍；U-box結(jié)構(gòu)域蛋白表達(dá)量上調(diào)，為室溫的2.02倍。
　　本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用新一代的Illumi