角倍蚜与其第一寄主植物盐肤木转录组序列及相关性

发布时间：2020-07-31 12:55

【摘要】：角倍蚜(Schlechtendalia chinensis)隶属于半翅目,蚜科,瘿绵蚜亚科,倍蚜属,具有转主寄生、多型多态等特点,其第一寄主植物仅为漆树科盐肤木属中的盐肤木(Rhus chinensis Mill),属于一对一寄生关系。角倍蚜取食盐肤木树体汁液引起其组织增生形成虫瘿——特称“角倍”。角倍的主要成分为单宁,以其为原料可生产单宁酸和没食子酸等,广泛应用于医药、印染、石油勘探、稀有金属提取、食品工程等领域。盐肤木是一种重要的经济树种,同时也是亚洲地区重要的中药品种。目前针对角倍蚜和盐肤木的研究主要集中在分类鉴定、生长发育、遗传育种和系统进化方面,还未见有对角倍蚜和盐肤木转录组序列,特别是二者基因相关性方面的研究报道。鉴于此,本研究采用二代高通量测序方法测定角倍蚜与盐肤木转录组序列,并进行功能基因分析,同时筛选二者相关基因并构建系统发育树,探讨角倍蚜和盐肤木在转录组水平上的相关性。主要研究结果如下:1.角倍蚜转录组序列采用Illumina技术对三份蚜虫材料进行深度测序,共获得46516条Unigene。对角倍蚜差异表达基因进行GO功能注释,其中有74%差异基因得到注释,26%基因未被注释,推测这26%未被注释的基因为新基因。其中调节角倍蚜生物过程相关基因占53.37%,且主要与生殖相关。角倍蚜差异基因主要富集在与癌症和神经衰退性疾病相关的两条通路。2.盐肤木转录组序列采用Illumina技术对五份盐肤木植物组织进行深度测序,共获得48910条Unigene。对盐肤木差异表达基因进行GO功能注释,73%差异基因得到注释,其中调节盐肤木生物学相关基因占47.47%,无与生殖相关基因。鉴定到14115个SSR位点和681239个SNP位点,大约28.86%的Unigenes包含SSR位点。鉴定到最多转录本的代谢通路分别为碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢。在GO通路中,发现有在糖的异生代谢和光合作用同化物蔗糖的合成中起关键性的作用的酶——1,6一二磷酸果糖酶。3.角倍蚜与盐肤木功能基因相关性分析通过KEGG通路富集发现,与角倍蚜材料相比,碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢三条代谢通路对应的基因多数在盐肤木样本中呈现较高表达。筛选角倍蚜与盐肤木相似基因构建ML系统树,发现二者之间可能发生基因交流。综上所述,角倍蚜不同样本转录组序列差异表达基因主要来自调节生物学过程的基因;盐肤木不同样本转录组序列表达差异基因与生物学过程相关的基因相对比例较角倍蚜少,且未发现与生殖相关基因;二者的部分表达基因具有一定相关性,为进一步进行角倍蚜与盐肤木基因交流方面的研究奠定了基础。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948.9
【图文】：

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第二章材料与方法第二章材料与方法点在山西省太原市山西大学五倍子实验基物盐肤木。采样时间为角倍成熟期（10 月号为 A4604-1、A4606-2 和 A4606-3；寄主不同部位、不同树干分别采集盐肤木叶片 P3 采自一棵树，P2 和 P4 采自一棵树，品液氮保存。通过显微镜对角倍蚜样本观

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图 2-2 角倍蚜（左）和盐肤木（右）RNA 提取电泳图re 2-2 Electropherogram of RNA extraction of Schlechtendalia chinensis and Rhus chin录组测序蚜与盐肤木转录组文库构建和序列测定方法流程见表 2-4。表 2-4 文库构建方法Table 2-4 Method of Library construction transcriptome步骤方法注意事 dT 富集 mRNA段化 mRNA转合成 cDNA连接 adaptorOligo(dT)的磁珠与 ployA 进行 A-T 碱基配对，从总 RNA 中分离出 mRNA加入fragmentation buffer可将mRNA随机断裂成 300bp 左右的小片段逆转录酶的作用下，利用随机引物合成一链 cDNA，随后进行二链合成加入End Repair Mix将其补成平末端再在 3’末端加上一个 A 碱基mRNA3ployA 尾的结序列打断具性mRNA 为双链的 cDN为粘性末端

示意图,转录组,流程,示意图

角倍蚜与其第一寄主植物盐肤木转录组序列及相关性组组装de novo 从头组装的方法，利用 Trinity 软件(Haas et al. 2013)分ds 进行转录组组装，Trinity 组装流程具体分为三步：1）Inchw建 k-mer(默认 k=25)字典，选择种子 k-mer 并进行两边延伸，形lis：将有重叠的 contigs 聚类，构成 components，每个 compo剪切 isoform 或同源基因可能的表征的集合。每个 component raph。3) Butterfly：化简每个 component 的 de Bruijn graph，输转录本，并梳理对应于旁系同源基因的转录本，最终得到拼接组装流程示意图。

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