DBP降解菌DNB-S1轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及功能基因的篩選.pdf

1、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)是鄰苯二甲酸酯類化合物(Phthalic acid esters，PAEs)中常見的一種的塑料增塑劑，被普遍用在家具和汽車內(nèi)飾等的生產(chǎn)和使用中。由于DBP與PVC樹脂間是以氫鍵或者范德華力連接，因此DBP在產(chǎn)品中很容易擴(kuò)散到環(huán)境中。DBP具有生殖毒性，且具有致癌性、致畸性、致突變性，因此DBP已被美國環(huán)保局(USEPA)列為優(yōu)先控制污染物。由于DBP的性質(zhì)穩(wěn)定，在自然環(huán)境中不易降解，而微生物降解是降解DBP的主

2、要方式。
　　目前，國內(nèi)外已有大量研究者成功篩選到DBP高效降解菌株，并且也有學(xué)者對降解菌的代謝路徑和降解基因展開了研究。但在以往的研究中，研究者通常選用傳統(tǒng)的研究方法如基因文庫、基因克隆等方法來挖掘功能基因，這些方法往往耗時(shí)長且僅能獲取很少的功能基因。隨著第二代測序技術(shù)的發(fā)展，RNA-seq測序技術(shù)逐漸得到了研究者的關(guān)注，該方法不僅運(yùn)行成本低，通量高，精確性高，而且可以對無參考基因組信息的物種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，已被大量研究者使用來

3、研究生物的轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜、功能基因的挖掘及差異表達(dá)基因分析。
　　本研究采用HiSeq2000測序系統(tǒng)的Illumina/Solexa技術(shù)對500、1000和1500 mg/L的DBP處理分別與葡萄糖作為對照(CK)的DBP降解菌株Novosphingobium aromaticivoransDNB-S1進(jìn)行RNA-seq測序和差異表達(dá)基因分析，對降解菌株DNB-S1中的功能基因進(jìn)行深度挖掘。
　　通過RNA-seq測序，我們得

4、到了DBP降解菌DNB-S1轉(zhuǎn)錄組的全面豐富的Unigenes信息。采用Trinity短序列組裝軟件對reads進(jìn)行序列組裝和拼接，CK與不同濃度DBP處理分別獲得不同數(shù)量的Unigene，分別是23287(CK)、9402(500 mg/L)、9209(1000 mg/L)、9576(1500 mg/L)。在500、1000和1500 mg/L DBP處理與CK的差異表達(dá)基因中，差異基因的個(gè)數(shù)分別是8166、8895和8467，其中上

5、調(diào)基因個(gè)數(shù)分別是751，752和747個(gè)，而相應(yīng)的下調(diào)基因個(gè)數(shù)分別為7414、7642和7719。差異基因的GO功能顯著性富集分析表明，Unigene占主導(dǎo)的是“催化活性”，“代謝過程”，“細(xì)胞生理過程”和“結(jié)合功能”。KEGG注釋結(jié)果顯示，Unigene富集的主要的路徑是“代謝途徑”，“次生代謝產(chǎn)物的生物合成”和“不同環(huán)境中的微生物代謝”。對功能基因的挖掘，發(fā)現(xiàn)了26個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，35個(gè)趨化蛋白，47個(gè)降解相關(guān)基因和2個(gè)解毒酶基因顯