高、矮秆蓖麻转录组分析及RcBKI1和RcGASA9基因的功能研究
发布时间：2022-02-15 16:55
蓖麻（Ricinus communis L.）是一种非常重要的油料作物,因其较高的含油量和可再生性被誉为“绿色石油”。目前应用的多数蓖麻品种为高秆类型,其抗倒伏能力差、不利于机械化收割,严重阻碍着蓖麻产业的发展。选育和利用矮秆蓖麻是解决上述问题经济有效的措施之一。由于基因组信息的不完整以及表达谱数据的匮乏,有关蓖麻矮化基因挖掘和矮化机理的研究相对滞后,致使缺少成熟的理论和技术成果用于蓖麻矮化育种研究。为了揭示蓖麻株高调控机制,本研究利用转录组测序（RNA-Seq）技术比较了高、矮秆蓖麻中基因表达的变化。此外,植物激素相关的基因BKI1和GASA在植物生长发育过程中具有重要的作用,但在蓖麻中尚未进行系统研究。结合转录组结果,本研究对Rc BKI1和Rc GASA9基因的功能进行了初步鉴定。主要研究结果如下:在转录水平分析了高、矮秆蓖麻基因表达模式。以蓖麻矮秆3358和高秆2129为父母本进行杂交,获得F2株高性状分离的群体,利用高通量测序平台Hi Seq2000对高、矮秆蓖麻进行转录组学分析,共获得6 557个差异表达基因（DEGs）;代谢通路富集分析显示,这些DE...
【文章来源】：内蒙古民族大学内蒙古自治区
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓖麻2129×3358杂交F2代高、矮秆群体的株高
内蒙古民族大学硕士学位论文19结果如图2，提取的RNA样品条带清晰且无弥散区，说明RNA样品无降解、无蛋白或DNA等污染。这些结果表明，提取的蓖麻叶片总RNA样品满足建库需求。表5提取蓖麻叶片总RNATable5ExtractionoftotalRNAinleavesofcastorbean样品名称浓度（ng/μL）OD260/280OD260/230RIN值SamplenameConcentration（ng/μL）OD260/280OD260/230RINvalueRc_H16602.131.867.90Rc_H26082.101.807.70Rc_H37122.151.718.60Rc_D17222.111.977.20Rc_D25582.131.917.30Rc_D35862.112.256.70注：Rc_H、Rc_D分别表示高秆蓖麻组和矮秆蓖麻组；1-3表示同一组的3次生物学重复Note:Rc_HandRc_Drepresenthigh-stalkanddwarfgroup;1-3representthreebiologicalreplicates图2测序样品总RNA的琼脂糖凝胶电泳检测Fig.2AgarosegelelectrophoresisdetectionsoftotalRNAofthesamples注：泳道M为Trans2KPlusDNAMarker；泳道1-6分别代表样品Rc_H1、Rc_H2、Rc_H3、Rc_D1、Rc_D2、Rc_D3Note:LaneM,Trans2KPlusDNAMarker;Lane1-6,thesamplesofRc_H1,Rc_H2,Rc_H3,Rc_D1,Rc_D2andRc_D33.3测序数据处理本研究中构建的高、矮秆蓖麻转录组数据库中，两组样本分别得到了53519200、51354434、46878170和47433924、52657364、55778774条rawreads；对测序原始数据进行过滤，得到的cleanreads分别为51545920、50149058、45977178和45288018、50431088、53980236条；平均Q20和Q30为97.68%和93.35%，满足
22高、矮秆蓖麻转录组分析及RcBKI1和RcGASA9基因的功能研究图3样品间皮尔逊相关性检验Fig.3Pearsoncorrelationanalysisbetweensamples注：Rc_H为高秆组；Rc_D为矮秆组；1-3表示三个生物学重复Note:Rc_H,high-stalkgroup;Rc_D,dwarfgroup.1-3representthreebiologicalreplicates3.5差异表达基因的筛选利用readcount值估算基因的表达量，对比高秆组和矮秆组中每个基因的readcount值，同时满足|log2FC|≥1且padj≤0.05的基因则被认为是差异表达基因（DEGs）。结果表明，在高、矮秆蓖麻转录组间共有6557个DEGs，其中上调表达的基因有3658个、下调表达的基因有2899个（图4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas系统的研究进展及前沿应用[J]. 李佰伦,黄书琴,王奕众. 生命的化学. 2020(01)
[2]蓖麻RcDELLA基因的克隆与功能鉴定[J]. 韩雯毓,李国瑞,李威,张帅,徐兴源,闫星伊,风兰,孙佳欣,王双,赵秀平,段强,陈永胜. 植物生理学报. 2019(12)
[3]‘南通小方柿’赤霉素不敏感基因DkGAI2的克隆与功能分析[J]. 蒋梦婷,朱宁,龚洪泳,侯应军,余心怡,渠慎春. 中国农业科学. 2019(19)
[4]CRISPR/Cas植物基因组编辑技术研究进展[J]. 刘耀光,李构思,张雅玲,陈乐天. 华南农业大学学报. 2019(05)
[5]Gene editing in plants:progress and challenges[J]. Yanfei Mao,Jose Ramon Botella,Yaoguang Liu,Jian-Kang Zhu. National Science Review. 2019(03)
[6]小豆矮秆窄叶突变体转录组分析和激素应答反应[J]. 杜萌莹,李蕊,阮国希,李奕松,万平,杨凯. 北京农学院学报. 2020(01)
[7]蓖麻RcGASA9基因克隆及生物信息学分析[J]. 李孟建,李国瑞,黄凤兰,韩雯毓,风兰,陈永胜. 分子植物育种. 2019(21)
[8]矮秆蓖麻杂交种通蓖13号选育及栽培技术要点[J]. 贾娟霞,朱国立,张智勇,何智彪,莫德乐吐,乔文杰. 北方农业学报. 2018(05)
[9]3种赤霉素合成抑制剂对蓖麻株高和开花的影响[J]. 代梦媛,高梅,郭丽芬,李文昌. 山西农业科学. 2018(10)
[10]我国蓖麻育种与栽培技术研究进展[J]. 李敬忠,张宝贤,王伟男,侯祥英,刘红光,杨云峰,谭德云,王光明. 农业科技通讯. 2018(10)
博士论文
[1]玉米CPS1功能分析与AtLOS5调控玉米抗盐机制的研究[D]. 张娟.中国农业大学 2017
[2]毛竹笋生长时空变化规律和生长素相关基因分析[D]. 李龙.中国林业科学研究院 2016
[3]通过沉默GA20-ox基因获矮化苹果植株的研究[D]. 赵恺.沈阳农业大学 2016
[4]蓖麻细胞色素P450基因RNAi植物表达载体构建及遗传转化的研究[D]. 刘鹏.沈阳农业大学 2012
硕士论文
[1]蓖麻GA20-ox基因表达分析及RNAi载体转化的初步研究[D]. 翟雨佳.天津科技大学 2016
本文编号：3626987
【文章来源】：内蒙古民族大学内蒙古自治区
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓖麻2129×3358杂交F2代高、矮秆群体的株高
内蒙古民族大学硕士学位论文19结果如图2，提取的RNA样品条带清晰且无弥散区，说明RNA样品无降解、无蛋白或DNA等污染。这些结果表明，提取的蓖麻叶片总RNA样品满足建库需求。表5提取蓖麻叶片总RNATable5ExtractionoftotalRNAinleavesofcastorbean样品名称浓度（ng/μL）OD260/280OD260/230RIN值SamplenameConcentration（ng/μL）OD260/280OD260/230RINvalueRc_H16602.131.867.90Rc_H26082.101.807.70Rc_H37122.151.718.60Rc_D17222.111.977.20Rc_D25582.131.917.30Rc_D35862.112.256.70注：Rc_H、Rc_D分别表示高秆蓖麻组和矮秆蓖麻组；1-3表示同一组的3次生物学重复Note:Rc_HandRc_Drepresenthigh-stalkanddwarfgroup;1-3representthreebiologicalreplicates图2测序样品总RNA的琼脂糖凝胶电泳检测Fig.2AgarosegelelectrophoresisdetectionsoftotalRNAofthesamples注：泳道M为Trans2KPlusDNAMarker；泳道1-6分别代表样品Rc_H1、Rc_H2、Rc_H3、Rc_D1、Rc_D2、Rc_D3Note:LaneM,Trans2KPlusDNAMarker;Lane1-6,thesamplesofRc_H1,Rc_H2,Rc_H3,Rc_D1,Rc_D2andRc_D33.3测序数据处理本研究中构建的高、矮秆蓖麻转录组数据库中，两组样本分别得到了53519200、51354434、46878170和47433924、52657364、55778774条rawreads；对测序原始数据进行过滤，得到的cleanreads分别为51545920、50149058、45977178和45288018、50431088、53980236条；平均Q20和Q30为97.68%和93.35%，满足
22高、矮秆蓖麻转录组分析及RcBKI1和RcGASA9基因的功能研究图3样品间皮尔逊相关性检验Fig.3Pearsoncorrelationanalysisbetweensamples注：Rc_H为高秆组；Rc_D为矮秆组；1-3表示三个生物学重复Note:Rc_H,high-stalkgroup;Rc_D,dwarfgroup.1-3representthreebiologicalreplicates3.5差异表达基因的筛选利用readcount值估算基因的表达量，对比高秆组和矮秆组中每个基因的readcount值，同时满足|log2FC|≥1且padj≤0.05的基因则被认为是差异表达基因（DEGs）。结果表明，在高、矮秆蓖麻转录组间共有6557个DEGs，其中上调表达的基因有3658个、下调表达的基因有2899个（图4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas系统的研究进展及前沿应用[J]. 李佰伦,黄书琴,王奕众. 生命的化学. 2020(01)
[2]蓖麻RcDELLA基因的克隆与功能鉴定[J]. 韩雯毓,李国瑞,李威,张帅,徐兴源,闫星伊,风兰,孙佳欣,王双,赵秀平,段强,陈永胜. 植物生理学报. 2019(12)
[3]‘南通小方柿’赤霉素不敏感基因DkGAI2的克隆与功能分析[J]. 蒋梦婷,朱宁,龚洪泳,侯应军,余心怡,渠慎春. 中国农业科学. 2019(19)
[4]CRISPR/Cas植物基因组编辑技术研究进展[J]. 刘耀光,李构思,张雅玲,陈乐天. 华南农业大学学报. 2019(05)
[5]Gene editing in plants:progress and challenges[J]. Yanfei Mao,Jose Ramon Botella,Yaoguang Liu,Jian-Kang Zhu. National Science Review. 2019(03)
[6]小豆矮秆窄叶突变体转录组分析和激素应答反应[J]. 杜萌莹,李蕊,阮国希,李奕松,万平,杨凯. 北京农学院学报. 2020(01)
[7]蓖麻RcGASA9基因克隆及生物信息学分析[J]. 李孟建,李国瑞,黄凤兰,韩雯毓,风兰,陈永胜. 分子植物育种. 2019(21)
[8]矮秆蓖麻杂交种通蓖13号选育及栽培技术要点[J]. 贾娟霞,朱国立,张智勇,何智彪,莫德乐吐,乔文杰. 北方农业学报. 2018(05)
[9]3种赤霉素合成抑制剂对蓖麻株高和开花的影响[J]. 代梦媛,高梅,郭丽芬,李文昌. 山西农业科学. 2018(10)
[10]我国蓖麻育种与栽培技术研究进展[J]. 李敬忠,张宝贤,王伟男,侯祥英,刘红光,杨云峰,谭德云,王光明. 农业科技通讯. 2018(10)
博士论文
[1]玉米CPS1功能分析与AtLOS5调控玉米抗盐机制的研究[D]. 张娟.中国农业大学 2017
[2]毛竹笋生长时空变化规律和生长素相关基因分析[D]. 李龙.中国林业科学研究院 2016
[3]通过沉默GA20-ox基因获矮化苹果植株的研究[D]. 赵恺.沈阳农业大学 2016
[4]蓖麻细胞色素P450基因RNAi植物表达载体构建及遗传转化的研究[D]. 刘鹏.沈阳农业大学 2012
硕士论文
[1]蓖麻GA20-ox基因表达分析及RNAi载体转化的初步研究[D]. 翟雨佳.天津科技大学 2016
本文编号：3626987
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