利用转录组解析油菜苗期响应干旱和盐胁迫的分子机制
发布时间：2021-12-09 18:18
水资源日益短缺是全球农业面临的共同问题,干旱成为限制作物生产力的最大限制性因子,在所有自然灾害中居首位,作物在盐胁迫条件下的反应和抗（耐）机理,很多表现与干旱胁迫相同或相似。现阶段我国油菜的年种植面积和产量均占世界的四分之一,是全球范围内主要的油菜产区。油菜抗旱和抗（耐）盐机制的研究是作物抗逆研究的重要内容,尽管学者从各个层面（生理、分子等）对它们的认识上取得较大进展,但对抗干旱胁迫和耐盐的分子机制不够清楚,故而仍需深入探究。为进一步了解甘蓝型油菜响应干旱和盐胁迫的机制,在前期研究结果的基础上,应用组学角度重点探索油菜响应干旱胁迫的长链非编码RNA（Long noncoding RNAs,lnc RNAs）变化,同时探索了褪黑素处理提高油菜耐盐性的分子机制。研究结果如下:（1）前期鉴定获得了耐干旱和干旱敏感油菜品系Q2和Qinyou8。本研究我们采用二代测序技术获得了两个不同基因型油菜在干旱胁迫、干旱后复水两种处理下的叶片的lnc RNAs数据。复水处理与干旱胁迫相比,Q2中分别检测到369个下调的lnc RNAs和108个上调的lnc RNAs,而Qinyou8中分别检测到449个下...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同处理下幼苗的表型：图为和处理下的幼苗
利用转录组解析油菜苗期响应干旱和盐胁迫的分子机制25图2两个基因型油菜在干旱胁迫和复水处理下差异表达的lncRNAs和mRNAs的数量Fig.2ThenumbersofdifferentiallyexpressedlncRNAsandmRNAsintwogenotypes(Q2andQinyou8)inresponsetodroughtstressandre-wateringtreatments2.3.3通过实时荧光定量PCR（qPCR）分析对测序数据进行验证为了验证RNA-seq表达数据的可靠性，我们选择了在两个基因型中差异表达的9个lncRNAs进行实时RT-PCR分析。计算lncRNAs表达水平的皮尔逊相关系数。如图3所示，使用RNA-seq检测lncRNA表达水平与使用qRT-PCR检测lncRNA表达水平显著相关（R2=0.91519,slope=0.91646）。例如，XLOC_012868的相对表达量在Q2中增加，而在Qinyou8中减少，这与RNA-seq结果一致（附表1）。Real-timePCR结果验证了转录组测序获得的表达模式，表明基于RNA-seq数据的lncRNAs表达谱是可靠的。
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文26图3使用RT-qPCR验证lncRNA的表达水平x轴表示通过RT-qPCR测量的log2（倍数变化）。y轴表示通过RNA-seq测量的log2（倍数变化）。RNA-seq和RT-qPCR检测相对表达的Pearson相关系数为0.91519。Fig.3ValidationoftheexpressionlevelsofthelncRNAsusingreal-timequantitativepolymerasechainreaction(RT-qPCR)Thex-axisindicatesthelog2(Foldchange)asmeasuredbyRT-qPCR.They-axisindicatesthelog2(Foldchange)asmeasuredbyRNAsequencing(RNA-seq).ThePearsoncorrelationofrelativeexpressionmeasuredbyRNA-seqandRT-qPCRwas0.91519.2.3.4基于lncRNA-mRNA共表达网络的差异表达lncRNAs的功能研究为了进一步确定差异表达lncRNAs的作用，我们使用lncRNA-mRNA对来构建共表达网络。共表达网络分析表明，Q2的共表达网络由145个网络节点和5175个连接组成，Qinyou8的共表达网络由305个网络节点和22327个连接组成。在Q2中，共有5175个lncRNA-mRNA对，包括1481个mRNAs和145个lncRNAs。同样，Qinyou8中有22327个lncRNA-mRNA对，包含3200个mRNAs和305
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用RNA-Seq鉴定甘蓝型油菜叶片干旱胁迫应答基因[J]. 卢坤,张琳,曲存民,梁颖,唐章林,李加纳. 中国农业科学. 2015(04)
[2]Functions and Application of the AP2/ERF Transcription Factor Family in Crop Improvement[J]. Zhao-Shi Xu,Ming Chen,Lian-Cheng Li and You-Zhi Ma~* National Key Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement(NFCRI),Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding,Ministry of Agriculture,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agriculture Sciences(CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(07)
[3]Field Capacity in Black Soil Region, Northeast China[J]. DUAN Xingwu1, 2, XIE Yun2, LIU Gang2, GAO Xiaofei2, LU Hongmei2 (1. Institute of Natural Science, Yunnan University, Kunming 650091, China; 2. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China). Chinese Geographical Science. 2010(05)
[4]Cloning and expression profiles of 15 genes encoding WRKY transcription factor in wheat （Triticum aestivem L.）[J]. Hualing Wu,Zhongfu Ni,Yingyin Yao,Ganggang Guo,Qixin Sun* Department of Plant Genetics&Breeding and State Key Laboratory for Agrobiotechnology,Key Laboratory of Crop Heterosis and Utilization,Ministry of Education,Key Laboratory of Crop Genomics and Genetic Improvement,Ministry of Agriculture/Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,China Agricultural University,Beijing 100094,China. Progress in Natural Science. 2008(06)
博士论文
[1]大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选[D]. 王利彬.东北农业大学 2018
硕士论文
[1]甘蓝型油菜抗旱相关基因的表达分析[D]. 肖庆生.中国农业科学院 2011
本文编号：3531091
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同处理下幼苗的表型：图为和处理下的幼苗
利用转录组解析油菜苗期响应干旱和盐胁迫的分子机制25图2两个基因型油菜在干旱胁迫和复水处理下差异表达的lncRNAs和mRNAs的数量Fig.2ThenumbersofdifferentiallyexpressedlncRNAsandmRNAsintwogenotypes(Q2andQinyou8)inresponsetodroughtstressandre-wateringtreatments2.3.3通过实时荧光定量PCR（qPCR）分析对测序数据进行验证为了验证RNA-seq表达数据的可靠性，我们选择了在两个基因型中差异表达的9个lncRNAs进行实时RT-PCR分析。计算lncRNAs表达水平的皮尔逊相关系数。如图3所示，使用RNA-seq检测lncRNA表达水平与使用qRT-PCR检测lncRNA表达水平显著相关（R2=0.91519,slope=0.91646）。例如，XLOC_012868的相对表达量在Q2中增加，而在Qinyou8中减少，这与RNA-seq结果一致（附表1）。Real-timePCR结果验证了转录组测序获得的表达模式，表明基于RNA-seq数据的lncRNAs表达谱是可靠的。
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文26图3使用RT-qPCR验证lncRNA的表达水平x轴表示通过RT-qPCR测量的log2（倍数变化）。y轴表示通过RNA-seq测量的log2（倍数变化）。RNA-seq和RT-qPCR检测相对表达的Pearson相关系数为0.91519。Fig.3ValidationoftheexpressionlevelsofthelncRNAsusingreal-timequantitativepolymerasechainreaction(RT-qPCR)Thex-axisindicatesthelog2(Foldchange)asmeasuredbyRT-qPCR.They-axisindicatesthelog2(Foldchange)asmeasuredbyRNAsequencing(RNA-seq).ThePearsoncorrelationofrelativeexpressionmeasuredbyRNA-seqandRT-qPCRwas0.91519.2.3.4基于lncRNA-mRNA共表达网络的差异表达lncRNAs的功能研究为了进一步确定差异表达lncRNAs的作用，我们使用lncRNA-mRNA对来构建共表达网络。共表达网络分析表明，Q2的共表达网络由145个网络节点和5175个连接组成，Qinyou8的共表达网络由305个网络节点和22327个连接组成。在Q2中，共有5175个lncRNA-mRNA对，包括1481个mRNAs和145个lncRNAs。同样，Qinyou8中有22327个lncRNA-mRNA对，包含3200个mRNAs和305
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用RNA-Seq鉴定甘蓝型油菜叶片干旱胁迫应答基因[J]. 卢坤,张琳,曲存民,梁颖,唐章林,李加纳. 中国农业科学. 2015(04)
[2]Functions and Application of the AP2/ERF Transcription Factor Family in Crop Improvement[J]. Zhao-Shi Xu,Ming Chen,Lian-Cheng Li and You-Zhi Ma~* National Key Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement(NFCRI),Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding,Ministry of Agriculture,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agriculture Sciences(CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(07)
[3]Field Capacity in Black Soil Region, Northeast China[J]. DUAN Xingwu1, 2, XIE Yun2, LIU Gang2, GAO Xiaofei2, LU Hongmei2 (1. Institute of Natural Science, Yunnan University, Kunming 650091, China; 2. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China). Chinese Geographical Science. 2010(05)
[4]Cloning and expression profiles of 15 genes encoding WRKY transcription factor in wheat （Triticum aestivem L.）[J]. Hualing Wu,Zhongfu Ni,Yingyin Yao,Ganggang Guo,Qixin Sun* Department of Plant Genetics&Breeding and State Key Laboratory for Agrobiotechnology,Key Laboratory of Crop Heterosis and Utilization,Ministry of Education,Key Laboratory of Crop Genomics and Genetic Improvement,Ministry of Agriculture/Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,China Agricultural University,Beijing 100094,China. Progress in Natural Science. 2008(06)
博士论文
[1]大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选[D]. 王利彬.东北农业大学 2018
硕士论文
[1]甘蓝型油菜抗旱相关基因的表达分析[D]. 肖庆生.中国农业科学院 2011
本文编号：3531091
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