火石花高通量转录组测序及差异表达基因分析

发布时间：2017-12-17 12:04

  本文关键词：火石花高通量转录组测序及差异表达基因分析

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【摘要】：火石花(Gerbera delavayi Franch.)是菊科大丁草属的多年复生草本植物,因古人用其叶背面的绒毛作为助燃材料,故又名“火草”。火石花主要产地在云南省和四川省南部,越南北部也有分布。火石花叶片背面覆有白色毡毛纤维,这层白色毡毛可以撕下捻线,带有一定的韧性,是我国西南少数民族手工制作火草服饰的原料。火草衣轻便耐磨,兼具保暖性和透气性,至今,火草纺织技艺已有500多年的历史,现已被列为云南省和四川省非物质文化遗产。采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对叶背有纤维和无纤维发育的两组火石花(Gerdelavayi Franch.)叶片样本cDNA进行了转录组测序。共得到108 694条单基因序列,N50值为593.90 bp,平均长度为912 bp,与Nr,Swiss-prot等数据库比对后,有40 915条单基因序列获得注释,另有67 779条未被注释,并发现与CesA家族序列同源的单基因序列有31条,与Csl家族序列同源的单基因序列有20条,与SuuSy办家族序列同源的单基因序列有11条。利用COG数据库将11 369条单基因序列划分为25类,通过GO分类将21 378条单基因序列归类于52个GO功能组,KEGG数据库分析发现共有8 087条单基因序列涉及118个代谢通路,在苯丙烷类生物合成代谢途径中发现47条与木质素合成相关的单基因序列。此外,包含SSR的单基因序列共有4 908条,共5 179个SSR位点,平均每12.46 kb出现1个S S R,其中,单碱基重复类型最多,出现的频率为54.3 7%,其次是二碱基重复类型和三碱基重复类型,出现的频率分别为22.90%和21.70%。研究结果丰富了火石花的基因信息,为其遗传育种研究和开发利用奠定了了一定的基础。通过对叶片有毡毛和无毡毛的火石花叶片差异表达基因筛选,共得到了 1 605条差异表达基因,838条差异表达基因在GO数据库具有功能定义,512条差异表达基因在COG分类体系中具有详细的蛋白功能释义,294条差异表达基因注释到了 KEGG数据库中。其中,淀粉和蔗糖代谢途径中控制半纤维素合成的相关基因,苯丙烷类生物合成途径中控制木质素合成的相关基因,以及激素信号转导途径中生长素响应因子、细胞分裂素负调控因子、脱落酸负调控作用酶的基因表达量下调;激素信号转导途径中抑制生长素响应的相关基因表达量上调。研究结果在一定程度上丰富了火石花的基因信息,并为后续的遗传改良提供了了基础数据。荧光定量试验结果显示,火石花有毛和无毛组的8个差异表达基因的表达量变化趋势与测序结果完全一致,表明测序数据较为准确可靠,可以作为参考进行后续研究。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q943.2

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