不同浓度硝态氮诱导小黑杨根系基因差异表达的转录组学研究
发布时间：2022-08-11 10:44
本研究以水培小黑杨幼苗为试验对象,通过不同浓度硝态氮处理下小黑杨根长、株高的差异及根、茎和叶中硝态氮含量变化,结合根中氮同化相关基因的表达模式,确定转录组测序的取样时间点。采用Illumina高通量测序技术,测定小黑杨根系的转录组。利用不同的生物信息学方法进行分析,结果如下:（1）转录组测序结果显示,不同浓度的硝态氮会引起小黑杨转录水平发生变化,在0.3 mmol/L 硝态氮处理五个时期的小黑杨根部中共得到6740个差异表达基因,3 mmol/L硝态氮处理的小黑杨根部中共得到8185个差异表达基因。（2）对0.3 mM和3.0 mM硝态氮处理下的差异表达基因GO富集分析表明,光合、光系统、防御反应、激酶活性和泛素-蛋白连接酶活性等GO条目在不同时期的富集存在差异。（3）Pathway途径分析表明,0.3 mM硝态氮和3.0 mM硝态氮处理下,主要的碳水化合物代谢、脂质代谢、细胞壁合成等生物学途径相关基因的富集出现差异。（4）在0.3 mM硝态氮和3 mM硝态氮处理后,YABBY、HAP3、HSF、TCP和DOF等转录因子家族基因特异性出现在不同的处理时期中,而bZIP、HB、GRAS和...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 氮素营养概论
1.2 硝态氮的吸收和同化
1.2.1 NO_3~-的吸收
1.2.2 NO_3~-的同化
1.3 高/低硝对植物生长、生理和分子水平的影响
1.4 第二代测序技术及其应用
1.4.1 利用第二代测序技术进行转录组分析
1.4.2 第二代测序技术的原理与分类
1.4.3 第二代测序技术的应用
1.5 研究目的及意义
2 高、低浓度硝态氮处理小黑杨生长、生理和分子的变化研究
2.1 材料方法
2.1.1 植物材料的准备
2.1.2 试验仪器和试剂的准备
2.1.3 植物生长指标测定方法
2.1.4 生理指标检测方法
2.1.5 氮同化相关基因的转录水平分析
2.2 结果与分析
2.2.1 处理浓度的选择
2.2.2 生长变化的研究
2.2.3 生理变化的研究
2.2.4 硝态氮处理下部分氮素同化基因转录水平的表达变化分析
2.3 本章小结
2.4 本章讨论
3 小黑杨根部RNA-seq测序文库的构建及其质量检测
3.1 试验材料
3.1.1 植物材料的准备
3.1.2 试验试剂
3.1.3 试验仪器
3.2 试验方法
3.2.1 小黑杨根部总RNA提取
3.2.2 RNA样品的检测
3.2.3 RNA-seq测序文库的构建和Illumina测序
3.2.4 样品间皮尔逊相关系数分析
3.3 结果与分析
3.3.1 RNA质量检测
3.3.2 不同浓度硝态氮处理下的数据可靠性分析
3.3.3 硝态氮处理下的高丰度表达基因
3.4 本章小结
3.5 本章讨论
4 硝态氮处理下小黑杨根部转录组的K-means分析
4.1 试验方法
4.1.1 差异基因表达模式的聚类分析
4.1.2 GO富集分析
4.1.3 生物学过程的富集分析
4.2 结果与分析
4.2.1 小黑杨根部转录组的K-means聚类分析
4.2.2 K-means聚类中基因的GO富集分析
4.2.3 K-means聚类中生物学过程的富集分析
4.3 本章小结
4.4 本章讨论
5 WGCNA分析处理不同时间的差异表达基因
5.1 试验方法
5.1.1 模块与处理时间的相关性分析
5.1.2 特征性模块内生物学过程比例及富集分析
5.1.3 基因表达网络的构建
5.2 结果与分析
5.2.1 不同浓度硝态氮处理下模块与处理时间的相关性分析
5.2.2 不同特征性模块内生物学过程比例及富集分析
5.2.3 不同特征性模块中关键转录因子的筛选
5.3 本章小结
5.4 本章讨论
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3674513
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 氮素营养概论
1.2 硝态氮的吸收和同化
1.2.1 NO_3~-的吸收
1.2.2 NO_3~-的同化
1.3 高/低硝对植物生长、生理和分子水平的影响
1.4 第二代测序技术及其应用
1.4.1 利用第二代测序技术进行转录组分析
1.4.2 第二代测序技术的原理与分类
1.4.3 第二代测序技术的应用
1.5 研究目的及意义
2 高、低浓度硝态氮处理小黑杨生长、生理和分子的变化研究
2.1 材料方法
2.1.1 植物材料的准备
2.1.2 试验仪器和试剂的准备
2.1.3 植物生长指标测定方法
2.1.4 生理指标检测方法
2.1.5 氮同化相关基因的转录水平分析
2.2 结果与分析
2.2.1 处理浓度的选择
2.2.2 生长变化的研究
2.2.3 生理变化的研究
2.2.4 硝态氮处理下部分氮素同化基因转录水平的表达变化分析
2.3 本章小结
2.4 本章讨论
3 小黑杨根部RNA-seq测序文库的构建及其质量检测
3.1 试验材料
3.1.1 植物材料的准备
3.1.2 试验试剂
3.1.3 试验仪器
3.2 试验方法
3.2.1 小黑杨根部总RNA提取
3.2.2 RNA样品的检测
3.2.3 RNA-seq测序文库的构建和Illumina测序
3.2.4 样品间皮尔逊相关系数分析
3.3 结果与分析
3.3.1 RNA质量检测
3.3.2 不同浓度硝态氮处理下的数据可靠性分析
3.3.3 硝态氮处理下的高丰度表达基因
3.4 本章小结
3.5 本章讨论
4 硝态氮处理下小黑杨根部转录组的K-means分析
4.1 试验方法
4.1.1 差异基因表达模式的聚类分析
4.1.2 GO富集分析
4.1.3 生物学过程的富集分析
4.2 结果与分析
4.2.1 小黑杨根部转录组的K-means聚类分析
4.2.2 K-means聚类中基因的GO富集分析
4.2.3 K-means聚类中生物学过程的富集分析
4.3 本章小结
4.4 本章讨论
5 WGCNA分析处理不同时间的差异表达基因
5.1 试验方法
5.1.1 模块与处理时间的相关性分析
5.1.2 特征性模块内生物学过程比例及富集分析
5.1.3 基因表达网络的构建
5.2 结果与分析
5.2.1 不同浓度硝态氮处理下模块与处理时间的相关性分析
5.2.2 不同特征性模块内生物学过程比例及富集分析
5.2.3 不同特征性模块中关键转录因子的筛选
5.3 本章小结
5.4 本章讨论
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3674513
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3674513.html
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