本文關(guān)鍵詞：茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組分析及差異表達基因的克隆

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【摘要】：茶樹是我國重要的木本經(jīng)濟作物,然而茶樹每年要經(jīng)歷數(shù)次采摘、修剪以及咀嚼式昆蟲的取食造成的創(chuàng)傷,這類創(chuàng)傷對茶樹的生長以及所采茶葉的加工品質(zhì)都有重要影響。但到目前為止,對于茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組研究還鮮有報道。為了更好的分析茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)過程中的基因表達水平變化,本研究采用高通量測序技術(shù)對茶樹創(chuàng)傷后不同時間點的葉片進行了轉(zhuǎn)錄組測序,并對測序結(jié)果進行了生物信息學分析。具體結(jié)果如下：1.本次轉(zhuǎn)錄組測序共得到了11.73 Gb高質(zhì)量reads,拼接組裝后得到了129,610個非冗余轉(zhuǎn)錄本。轉(zhuǎn)錄本平均長度為1,256.94 bp,N50為1,780 bp。2.將拼接組裝得到的轉(zhuǎn)錄本與多個數(shù)據(jù)庫比對注釋后,共有100834條序列被注釋,占總轉(zhuǎn)錄本數(shù)的77.80%。仍有2,8776條轉(zhuǎn)錄本未被注釋上,占總轉(zhuǎn)錄本數(shù)的22.20%,這些轉(zhuǎn)錄本很有可能是茶樹特有的轉(zhuǎn)錄本。3.差異表達分析結(jié)果顯示：共獲得DET達19,214個。與Oh相比,各個時間點的DET (3 h vs.0 h,6 h vs.0 h,12 h vs.0 h,24 h vs.0 h)分別為：6357、6299、6865、4894。轉(zhuǎn)錄因子家族表達模式分析結(jié)果顯示：共獲得13,064個轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄本(3,107個屬于DET),分別屬于56個轉(zhuǎn)錄因子家族。這些數(shù)據(jù)顯示茶樹的轉(zhuǎn)錄因子數(shù)目明顯遠多于擬南芥中轉(zhuǎn)錄因子的數(shù)目。分析結(jié)果表明茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)錄因子家族呈現(xiàn)出一個重編程的過程。4. KEGG富集結(jié)果顯示：鈣離子信號通路、磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)和植物激素信號轉(zhuǎn)導通路等多條信號通路中存在大量的DET。本研究發(fā)現(xiàn)參與JA合成的幾種重要酶的轉(zhuǎn)錄本并未表現(xiàn)出差異表達,暗示著茶樹受傷所致的JA含量增加可能與這幾種酶基因的轉(zhuǎn)錄水平變化關(guān)系不大,可能與其轉(zhuǎn)錄后或蛋白水平的變化關(guān)系更密切,或者存在有待進一步研究的其他原因。更為重要的是：KEGG富集結(jié)果顯示涉及次生代謝產(chǎn)物合成的DET達594個,僅次于代謝途徑。茶樹中重要的次級代謝途徑有：類黃酮合成途徑、咖啡因合成途徑和萜類合成途徑。本研究顯示：這四條代謝途徑中的關(guān)鍵酶的轉(zhuǎn)錄本均上調(diào)表達。這說明次生代謝產(chǎn)物在茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)中具有重要作用。5.ERF家族是植物應(yīng)對脅迫的重要轉(zhuǎn)錄因子家族,本次克隆得到的CsERFa基因就屬于ERF家族,且該基因在創(chuàng)傷過程中持續(xù)上調(diào)表達。CsERFa基因讀碼框全長708bp,編碼一個含有235個氨基酸的胞內(nèi)蛋白質(zhì)。CsERFα蛋白質(zhì)含有AP2結(jié)構(gòu)域中的典型結(jié)構(gòu)：1個α-螺旋和3個β-折疊結(jié)構(gòu)。已構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因表達載體,目并進行了轉(zhuǎn)煙草實驗。綜上所述,本研究運用高通量測序技術(shù)分析了茶樹創(chuàng)傷應(yīng)答反應(yīng)轉(zhuǎn)錄組。對茶樹轉(zhuǎn)錄本進行了功能注釋與分類,并研究了創(chuàng)傷過程中的DET、轉(zhuǎn)錄因子家族表達模式、信號轉(zhuǎn)導通路以及次級代謝途徑。此外,對克隆得到的顯著差異表達基因進行了詳盡的生物信息學分析。研究結(jié)果極大地豐富了茶樹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)資源,為今后茶樹在基因組學和分子生物學研究領(lǐng)域的發(fā)展,以及植物特別是木本植物響應(yīng)傷脅迫反應(yīng)機制的研究打下了堅實基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：信陽師范學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S571.1;Q943.2

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2 宗良綱;周俊;李嫦玲;余文高;單桂仙;;不同生長期茶樹對土壤中鉛的吸收及體內(nèi)運移特性研究[J];植物研究;2007年05期

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本文編號：1283196