重排酵母菌轉錄組注釋和基因差異表達分析.pdf

1、重排酵母菌，是通過基因組重排技術，將釀酒酵母和間型假絲酵母的原生質體遞歸融合，獲得的高效發(fā)酵己糖和戊糖的新型菌株。使用木質纖維素類的原料轉化生產生物乙醇是目前生產生物質原料重要研究方向。研究基因表達的變化是揭示細胞調控代謝機制、適應生存環(huán)境的重要手段。近年來，轉錄組測序(RNA-Seq)作為測定全轉錄組表達水平的一種新技術，在生物領域的應用越來越廣泛，可用來揭示重排酵母中異源基因的表達、轉錄本重排及木糖代謝途徑等生物學問題。
　　

2、本研究對重排酵母在木糖培養(yǎng)環(huán)境下的RNA樣品進行測序，獲得了約10GB長度為125bp的雙末端數(shù)據(jù)，通過質量控制，過濾掉低質量的reads，使用Trinity軟件進行組裝，獲得了8，496條unigenes，總長度為22，614，789nt，GC含量為41.48％，N50長度為4，651nt，平均長度為2，661nt。將所有的unigenes序列比對到NR、Swiss-Prot、KEGG、COG等數(shù)據(jù)庫，共有6，777(79.77％)條

3、序列比對到數(shù)據(jù)庫中，被分配到數(shù)據(jù)庫中的unigenes大部分長度大于500bp，而長度在200～500bp之間的unigenes被注釋到的比例較小。
　　基于RNA-seq數(shù)據(jù)，對間型假絲酵母和重排酵母進行了基因差異表達分析，獲得了5，266個差異表達基因，其中有4，951個基因在重排酵母表現(xiàn)上調，發(fā)現(xiàn)這些高表達的基因與木糖代謝、耐高溫及耐酒精等特性相關。對木糖代謝相關途徑基因表達量進行分析，發(fā)現(xiàn)重排酵母中XYL1、XYL2基因的

4、高表達，表達量分別提升了7.9、3.5倍，說明在重排酵母中，木糖的吸收和轉化效率高于親本間型假絲酵母。在重排酵母中，F(xiàn)BP1、RPE1、RKI1、PYK1、PGK1等基因的表達量都表現(xiàn)為上調，而這些基因在木糖代謝途徑中參與重要的中間產物的轉化過程，這些基因的高表達可以解釋子代重排酵母的酒精產率的提升。
　　通過對轉錄本序列的分析，發(fā)現(xiàn)重排酵母的轉錄本存在3種重排方式，即來自于兩個親本基因之間的重排，以及來自于單個親本內部的基因重排

5、，但重排unigenes所占的比例較少，約占1.4％。對轉錄本中簡單重復序列(SSR)分析，鑒定了3，696個SSR，其中單堿基型(A/T)含量最多（2，742，占73.70％），雙堿基型（AT/AT）含量次之(359，9.71％)，其他類型（四堿基型、五堿基型、六堿基型）個數(shù)都很少。通過與親本轉錄本序列中SSRs分布的比較，發(fā)現(xiàn)重排酵母獲得了兩親本中的SSRs的序列特征，預測到的SSR數(shù)目約為兩親本中SSRs的總數(shù)。
　　本研究