PdbTCP9基因调控山新杨干旱应答和次生壁合成的功能研究
发布时间：2021-07-13 04:00
TCP转录因子是植物特有的转录调控因子,在植物生长发育和胁迫应答过程中发挥重要作用。本研究结合转录组学、权重共表达趋势分析（WGCNA）和基因家族研究,从山新杨(Populus Davidiana×Populus Bolleana中克隆得到一条TCP转录因子基因PdbTCP9,对其表达模式的研究发现PdbTCP9基因与干旱胁迫应答和次生壁合成相关。本论文系统研究了PdbTCP9基因调控山新杨干旱胁迫应答和次生壁合成的功能,为揭示山新杨逆境胁迫应答及木材形成的调控网络提供理论基础,主要研究结果如下:（1）通过对山新杨干旱条件下的转录组学分析以及权重共表达趋势分析,找到了响应干旱胁迫的TCP转录因子家族,并通过基因家族分析发现了候选基因PdbTCP9与山新杨干旱响应有关。（2）PdbTCP9基因受干旱胁迫处理诱导表达,表明其参与干旱胁迫应答;PdbTCP9基因在山新杨的根、茎、幼叶和成熟叶组织中均有表达,并且在茎中的表达量较高。酵母转化实验证明PdbTCP9没有转录自激活现象;构建pROK2-PdbTCP9-GFP载体,利用基因枪技术瞬时转化洋葱表皮进行亚细胞定位,结果显示PdbTCP9蛋...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１山新杨干旱条件下的ＲＯＳ含量测定及电导率分析??Ｈ２０２和０２？含量以及相对电导率
?２山新杨干旱条件下的转录组学和权重共表达网络分析???２．３．２．４权重共表达趋势分析（ＷＧＣＮＡ）??使用ＷＧＣＮＡ包进行分析，对输入的基因表达量矩阵取ｌ〇ｇ２进行标准化，并确保不??存在批次效应；筛选中位绝对偏差前７５％的基因以降低运算量，对样本进行聚类分析，??检测是否有离群样本（图２－５）。??使用ＲＮＡ数据进行转录组分析后，整理得到测序样本的基因表达量矩阵，对表达量??矩阵进行聚类分析，确定没有太多明显离群样本，从而进行进一步的加权基因共表达网??络分析（图２－５）。??Ｓａｍｐｌｅ?ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?ｔｏ?ｄｅｔｅｃｔ?ｏｕｔｌｉｅｒｓ??ｉ?－??ＣＯ??ｉ－?ｆ—１??°?Ｉ——??Ｉ?＾??＂ｉ－?ｎ?ｒｘ?ｉ?ｎ??老?ｓ?２?ｍ?！?ｒ??Ｏ?Ｏ??ｆ?Ｉ?Ｉ?ｓ?ｓ??图２－５表达量矩阵进行聚类分析??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｍａｔｒｉｘ??确定无太多明显的离群样本后，绘制权重与无标度网络的评估参数的散点图来筛选??软阈值，使构建的网络更符合无标度网络特征（图２－６）。９处于散点图的拐点，故??Ｐｏｗｅｒ值选用９对基因进行模块划分，并使用层级聚类树展示各个模块（图２－６）。??Ｓｃａｌｅ?Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?Ｍｅａｎ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ??Ｓ??４?ｇ??０４??貧?３?ｉ?－??〇；?ｖＳ??ｌ?ｉ?２??ｆ?。?ｓ?§?－??〇?〇?ｒｅ??犮。￣?２?２??Ｓ?３??ｕ＿??＜Ｌ＞?Ｏ??５?１－４??５??２?－??＇?１?ｃ＝＞?
?东北林业大学博士毕业论文???加权基因共表达网络分析（ＷＧＣＮＡ，?Ｗｅｉｇｈｔｅｄ?ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｎａｌｙｓｉｓ）是用来??描述不同样品之间基因关联模式的系统生物学方法，旨在寻找协同表达的基因模块，并??探索基因网络与关注的表型之间的关联，以及网络中的核心基因。简单地说，它将具有??表达相关性的基因聚类到一个模块中，然后再分析模块与表型之间的相关性，搭建一座??样本与基因表达变化之间的桥梁。从方法上来讲可分为表达量聚类分析和表型关联两部??分：表达量聚类分析是通过基因之间的相关系数分层聚类树；表型关联是指分类好的模??块与表型关联，通过模块的特征向量与表型的相关系数或者模块的显著性Ｐ值将每个模??块与性状关联起来。本研宄从另一视角对ＲＮＡ测序数据进行了更深层次的挖掘，根据基??因间表达量进行聚类得到各模块间的相关性结果（图２－７）。??Ｃｌｕｓｔｅｒ?Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ??ｆ?ｓ－１丨??ＣＤ?—??Ｏ?—?．：：：；?：?：?＾?＾?：?＇?：?Ｍ?＇?ｉ?＇?ｉ?ｉ?ｉ?！?ｉ?＇?：?；?＇?＇?：?＾?：?：?：?：?ｉ?．?：?＾?ｉ?：??一?ＭＭＬＩＢＢ??图２－７各模块间的相关性图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－７?Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｍｏｄｕｌｅｓ??－２２－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展[J]. 焦德志,赵泽龙. 江苏农业科学. 2019(20)
[2]芥菜TCP转录因子家族全基因组鉴定及表达分析[J]. 李坤杰,谭杉杉,孙勃,饶丹,何琦,闵爱玲,李梦瑶. 四川农业大学学报. 2019(04)
[3]拟南芥APX家族基因在植物生长发育与非生物逆境胁迫响应中的作用分析[J]. 李泽琴,李锦涛,邴杰,张根发. 遗传. 2019(06)
[4]枣TCP转录因子鉴定与生物信息学分析[J]. 陈国梁,祖欢欢,薛宝平,任彤,何亚蓉. 分子植物育种. 2019(09)
[5]De novo assembly of white poplar genome and genetic diversity of white poplar population in Irtysh River basin in China[J]. Yan-Jing Liu,Xiao-Ru Wang,Qing-Yin Zeng. Science China（Life Sciences）. 2019(05)
[6]喷施组合型生长调节剂对不同品种小麦冬前分蘖和生长及抗寒性的影响[J]. 彭静,杨雪,罗梦娜,刘西平. 干旱地区农业研究. 2019(01)
[7]马铃薯TCP基因家族全基因组鉴定与分析[J]. 肖熙鸥,林文秋,冯雪峰,高晓敏,邹华芬,李可,金辉. 分子植物育种. 2018(24)
[8]基于模板转换的微量RNA测序建库方案探索[J]. 陆泓雨,刘波,秦超勇,张彦. 生物技术通讯. 2018(06)
[9]蒺藜苜蓿TCP转录因子家族的全基因组鉴定和分析[J]. 李菲,何小红,张宇斌,乙引. 分子植物育种. 2018(20)
[10]铁观音茶树转录因子TCP4基因的克隆与序列分析[J]. 魏沙沙,邱小凤,蔡雪玲,孙威江,陈志丹. 茶叶学报. 2018(03)
博士论文
[1]拟南芥TCP11调控维管束的发育[D]. 安家兴.兰州大学 2012
[2]植物响应重力刺激的机理研究[D]. 崔大勇.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2004
硕士论文
[1]杨树高效经营技术的研究[D]. 王亚.广西大学 2013
[2]不同林龄杨树人工林对土壤微生态环境影响研究[D]. 贠超.河南农业大学 2010
[3]小麦慢锈品种叶片受条锈菌侵入后的木质素合成及调控研究[D]. 李丽平.四川农业大学 2009
本文编号：3281297
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１山新杨干旱条件下的ＲＯＳ含量测定及电导率分析??Ｈ２０２和０２？含量以及相对电导率
?２山新杨干旱条件下的转录组学和权重共表达网络分析???２．３．２．４权重共表达趋势分析（ＷＧＣＮＡ）??使用ＷＧＣＮＡ包进行分析，对输入的基因表达量矩阵取ｌ〇ｇ２进行标准化，并确保不??存在批次效应；筛选中位绝对偏差前７５％的基因以降低运算量，对样本进行聚类分析，??检测是否有离群样本（图２－５）。??使用ＲＮＡ数据进行转录组分析后，整理得到测序样本的基因表达量矩阵，对表达量??矩阵进行聚类分析，确定没有太多明显离群样本，从而进行进一步的加权基因共表达网??络分析（图２－５）。??Ｓａｍｐｌｅ?ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?ｔｏ?ｄｅｔｅｃｔ?ｏｕｔｌｉｅｒｓ??ｉ?－??ＣＯ??ｉ－?ｆ—１??°?Ｉ——??Ｉ?＾??＂ｉ－?ｎ?ｒｘ?ｉ?ｎ??老?ｓ?２?ｍ?！?ｒ??Ｏ?Ｏ??ｆ?Ｉ?Ｉ?ｓ?ｓ??图２－５表达量矩阵进行聚类分析??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｍａｔｒｉｘ??确定无太多明显的离群样本后，绘制权重与无标度网络的评估参数的散点图来筛选??软阈值，使构建的网络更符合无标度网络特征（图２－６）。９处于散点图的拐点，故??Ｐｏｗｅｒ值选用９对基因进行模块划分，并使用层级聚类树展示各个模块（图２－６）。??Ｓｃａｌｅ?Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?Ｍｅａｎ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ??Ｓ??４?ｇ??０４??貧?３?ｉ?－??〇；?ｖＳ??ｌ?ｉ?２??ｆ?。?ｓ?§?－??〇?〇?ｒｅ??犮。￣?２?２??Ｓ?３??ｕ＿??＜Ｌ＞?Ｏ??５?１－４??５??２?－??＇?１?ｃ＝＞?
?东北林业大学博士毕业论文???加权基因共表达网络分析（ＷＧＣＮＡ，?Ｗｅｉｇｈｔｅｄ?ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｎａｌｙｓｉｓ）是用来??描述不同样品之间基因关联模式的系统生物学方法，旨在寻找协同表达的基因模块，并??探索基因网络与关注的表型之间的关联，以及网络中的核心基因。简单地说，它将具有??表达相关性的基因聚类到一个模块中，然后再分析模块与表型之间的相关性，搭建一座??样本与基因表达变化之间的桥梁。从方法上来讲可分为表达量聚类分析和表型关联两部??分：表达量聚类分析是通过基因之间的相关系数分层聚类树；表型关联是指分类好的模??块与表型关联，通过模块的特征向量与表型的相关系数或者模块的显著性Ｐ值将每个模??块与性状关联起来。本研宄从另一视角对ＲＮＡ测序数据进行了更深层次的挖掘，根据基??因间表达量进行聚类得到各模块间的相关性结果（图２－７）。??Ｃｌｕｓｔｅｒ?Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ??ｆ?ｓ－１丨??ＣＤ?—??Ｏ?—?．：：：；?：?：?＾?＾?：?＇?：?Ｍ?＇?ｉ?＇?ｉ?ｉ?ｉ?！?ｉ?＇?：?；?＇?＇?：?＾?：?：?：?：?ｉ?．?：?＾?ｉ?：??一?ＭＭＬＩＢＢ??图２－７各模块间的相关性图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－７?Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｍｏｄｕｌｅｓ??－２２－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展[J]. 焦德志,赵泽龙. 江苏农业科学. 2019(20)
[2]芥菜TCP转录因子家族全基因组鉴定及表达分析[J]. 李坤杰,谭杉杉,孙勃,饶丹,何琦,闵爱玲,李梦瑶. 四川农业大学学报. 2019(04)
[3]拟南芥APX家族基因在植物生长发育与非生物逆境胁迫响应中的作用分析[J]. 李泽琴,李锦涛,邴杰,张根发. 遗传. 2019(06)
[4]枣TCP转录因子鉴定与生物信息学分析[J]. 陈国梁,祖欢欢,薛宝平,任彤,何亚蓉. 分子植物育种. 2019(09)
[5]De novo assembly of white poplar genome and genetic diversity of white poplar population in Irtysh River basin in China[J]. Yan-Jing Liu,Xiao-Ru Wang,Qing-Yin Zeng. Science China（Life Sciences）. 2019(05)
[6]喷施组合型生长调节剂对不同品种小麦冬前分蘖和生长及抗寒性的影响[J]. 彭静,杨雪,罗梦娜,刘西平. 干旱地区农业研究. 2019(01)
[7]马铃薯TCP基因家族全基因组鉴定与分析[J]. 肖熙鸥,林文秋,冯雪峰,高晓敏,邹华芬,李可,金辉. 分子植物育种. 2018(24)
[8]基于模板转换的微量RNA测序建库方案探索[J]. 陆泓雨,刘波,秦超勇,张彦. 生物技术通讯. 2018(06)
[9]蒺藜苜蓿TCP转录因子家族的全基因组鉴定和分析[J]. 李菲,何小红,张宇斌,乙引. 分子植物育种. 2018(20)
[10]铁观音茶树转录因子TCP4基因的克隆与序列分析[J]. 魏沙沙,邱小凤,蔡雪玲,孙威江,陈志丹. 茶叶学报. 2018(03)
博士论文
[1]拟南芥TCP11调控维管束的发育[D]. 安家兴.兰州大学 2012
[2]植物响应重力刺激的机理研究[D]. 崔大勇.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2004
硕士论文
[1]杨树高效经营技术的研究[D]. 王亚.广西大学 2013
[2]不同林龄杨树人工林对土壤微生态环境影响研究[D]. 贠超.河南农业大学 2010
[3]小麦慢锈品种叶片受条锈菌侵入后的木质素合成及调控研究[D]. 李丽平.四川农业大学 2009
本文编号：3281297
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