本文關(guān)鍵詞：中黑盲蝽發(fā)育過(guò)程中基因表達(dá)差異及功能的初步分析

  更多相關(guān)文章： 中黑盲蝽 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序 差異表達(dá)基因 絲氨酸蛋白酶基因

【摘要】：為了探索中黑盲蝽發(fā)育過(guò)程中基因表達(dá)差異及功能,本文利用Illumina HiSeqTM2000測(cè)序平臺(tái)對(duì)中黑盲蝽的卵、1齡若蟲、3齡若蟲、5齡若蟲、成蟲五個(gè)樣本分別進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。中黑盲蝽的轉(zhuǎn)錄組Unigene通過(guò)把測(cè)序的序列進(jìn)行無(wú)參考基因組的混合拼接獲得,并對(duì)Unigene進(jìn)行功能注釋和GO、KEGG等蛋白功能分類和代謝途徑分析。然后,通過(guò)不同齡期中黑盲蝽樣品間的轉(zhuǎn)錄組Unigene的差異比較,篩選出不同齡期中黑盲蝽樣品間的差異基因,并以絲氨酸蛋白酶基因?yàn)槔?驗(yàn)證該差異基因的功能,為進(jìn)一步研究其它差異基因的功能奠定了基礎(chǔ)。在研究中獲得的主要結(jié)論如下:(1)中黑盲蝽的發(fā)育特性分析其臭腺有兩種,即腹部臭腺和胸部臭腺。在不同發(fā)育階段臭腺的位置不同。在若蟲期,臭腺開(kāi)口位于腹部背板第五腹節(jié)與第六腹節(jié)的節(jié)間處;在成蟲期,臭腺開(kāi)口位于后胸。(2)使用Blast方法對(duì)拼接得到的中黑盲蝽的57,480個(gè)Unigene進(jìn)行基因功能注釋后,共有20,842個(gè)Unigene獲得基因功能注釋,占所有Unigene的36.25%,其中有16,872個(gè)注釋到Nr數(shù)據(jù)庫(kù),有16,014個(gè)注釋到GO數(shù)據(jù)庫(kù),有12,119個(gè)注釋到Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫(kù),有5,495個(gè)Unigene注釋到257條KEGG代謝通路中,這些被注釋的基因?qū)橐院笱芯恐泻诿を淼幕蚬δ苷{(diào)控、進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析的分子標(biāo)記和正常的生理代謝研究提供了巨大的數(shù)據(jù)資源和先進(jìn)的研究手段。此外,還有63.75%的Unigene未能獲得明確的功能信息,這些Unigene將為挖掘新的基因提供非常重要且有意義的信息。(3)在得到中黑盲蝽各個(gè)基因的FPKM值后,篩選了不同齡期中黑盲蝽樣品之間的差異基因。1齡若蟲與卵之間,共獲得了4,460個(gè)差異表達(dá)基因,3齡若蟲與卵之間,共獲得了4,785個(gè)差異基因,5齡若蟲與卵之間,共獲得了4,595個(gè)差異基因,成蟲與卵之間,共獲得了4,787個(gè)差異基因,1齡若蟲與成蟲之間,共獲得了2,830個(gè)差異基因,3齡若蟲與成蟲之間,共獲得了2,797個(gè)差異基因,5齡若蟲與成蟲之間,共獲得了2,890個(gè)差異基因,3齡若蟲與1齡若蟲之間,共獲得了200個(gè)差異基因,5齡若蟲與3齡若蟲之間,共獲得了796個(gè)差異基因,5齡若蟲與1齡若蟲之間,共獲得了900個(gè)差異基因。這些差異表達(dá)基因,為鑒定中黑盲蝽不同齡期生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)基因及其相互作用提供非常有價(jià)值的信息。(4)對(duì)以上差異表達(dá)基因進(jìn)行的GO功能分類及其富集分析結(jié)果顯示:在1齡若蟲與卵之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了單個(gè)有機(jī)體碳水化合物代謝過(guò)程、胞外區(qū)、氧化還原酶等過(guò)程;在3齡若蟲與卵之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了碳水化合物代謝過(guò)程、細(xì)胞核、結(jié)構(gòu)分子活性等過(guò)程;在5齡若蟲與卵之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了細(xì)胞、細(xì)胞器、綁定等過(guò)程;在成蟲與卵之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了蛋白質(zhì)水解、呼吸鏈復(fù)合物iv、催化活性等過(guò)程;在1齡若蟲與成蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了氧化還原過(guò)程、胞外區(qū)、水解酶活性、肽酶活性等過(guò)程;在3齡若蟲與成蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了水解酶活性、胞外區(qū)、蛋白質(zhì)水解等過(guò)程;在5齡若蟲與成蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了水解酶活性、細(xì)胞間粘附、微管蛋白復(fù)合體等過(guò)程;在1齡若蟲與3齡若蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了結(jié)構(gòu)分子活性、多糖代謝過(guò)程、角質(zhì)層的結(jié)構(gòu)組成等過(guò)程;在5齡若蟲與3齡若蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了幾丁質(zhì)代謝過(guò)程、角質(zhì)層結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)分子活性等過(guò)程;在1齡若蟲與5齡若蟲之間,這些獲得功能注釋的基因,主要參與了多糖代謝過(guò)程、胞外區(qū)、結(jié)構(gòu)分子活性、水解酶活性等過(guò)程。獲得注釋的差異基因在中黑盲蝽不同齡期的表達(dá)比例跟其生長(zhǎng)發(fā)育需求有一定的關(guān)系。(5)差異表達(dá)基因的keggpathway注釋和富集分析結(jié)果顯示:在1齡若蟲與卵之間,存在差異表達(dá)基因的代謝通路有156條,差異基因顯著富集的途徑則有11條;在3齡若蟲和卵之間,159條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,有13條顯著富集的代謝通路;在5齡若蟲和卵之間,153條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,差異基因顯著富集的代謝通路有10條;在成蟲和卵之間,154條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有15條;在1齡若蟲和成蟲之間,137條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有7條;在3齡若蟲和成蟲之間,138條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有6條;在5齡若蟲和成蟲之間,142條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有3條;在1齡若蟲和3齡若蟲之間,31條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有2條;在5齡若蟲和3齡若蟲之間,89條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有4條;在5齡若蟲和1齡若蟲之間,104條存在差異表達(dá)基因的代謝通路,顯著富集的代謝通路有3條。(6)根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序拼接結(jié)果,設(shè)計(jì)引物和采用race的技術(shù),在中黑盲蝽中獲得絲氨酸蛋白酶的全長(zhǎng)cdna序列,該基因命名為asjsp,全長(zhǎng)cdna長(zhǎng)度為958bp,開(kāi)放閱讀框?yàn)?85 bp,推測(cè)編碼295個(gè)氨基酸,推測(cè)獲得的克隆蛋白序列屬于絲氨酸蛋白酶家族。
【關(guān)鍵詞】：中黑盲蝽 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序 差異表達(dá)基因 絲氨酸蛋白酶基因
【學(xué)位授予單位】：河南科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S433;Q78
【目錄】：

• 英文縮略詞表4-6
• 摘要6-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 中黑盲蝽及其危害15-16
• 1.1.1 中黑盲蝽簡(jiǎn)述15
• 1.1.2 形態(tài)特征15
• 1.1.3 中黑盲蝽的危害15-16
• 1.2 昆蟲性信息素的研究進(jìn)展16-19
• 1.2.1 性信息素的概述16
• 1.2.2 性信息素的組分鑒定方法和活性檢測(cè)技術(shù)16-17
• 1.2.3 性信息素的應(yīng)用17-19
• 1.2.4 盲蝽科昆蟲性信息素的研究19
• 1.3 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的研究進(jìn)展19-21
• 1.3.1 轉(zhuǎn)錄組的概念20
• 1.3.2 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的研究技術(shù)及其應(yīng)用20-21
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和目的21-23
• 第二章 中黑盲蝽的發(fā)育特性及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析23-45
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料23-24
• 2.1.1 供試蟲源23
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.1.3 主要試劑23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-31
• 2.2.1 中黑盲蝽的發(fā)育特性研究方法24
• 2.2.2 不同齡期中黑盲蝽總RNA的提取24-25
• 2.2.3 不同樣品總RNA的質(zhì)量檢測(cè)25-26
• 2.2.4 構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)26
• 2.2.5 轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)的測(cè)序及數(shù)據(jù)處理26-27
• 2.2.6 生物信息學(xué)的分析流程27-31
• 2.3 結(jié)果與分析31-41
• 2.3.1 中黑盲蝽的發(fā)育特性分析31-34
• 2.3.2 總RNA樣品質(zhì)量檢測(cè)34-36
• 2.3.3 測(cè)序的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)36
• 2.3.4 測(cè)序數(shù)據(jù)的組裝36-38
• 2.3.5 Unigene的功能注釋38
• 2.3.6 GO功能分類38-39
• 2.3.7 KOG功能分類39-41
• 2.3.8 KEGG代謝通路的分析41
• 2.4 小結(jié)與討論41-45
• 第三章 中黑盲蝽不同齡期間的轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因分析45-73
• 3.1 分析方法45-46
• 3.1.1 基因表達(dá)水平的分析方法45
• 3.1.2 差異基因的篩選45-46
• 3.1.3 差異基因的GO功能富集分析46
• 3.1.4 差異基因的KEGG富集分析46
• 3.2 結(jié)果與分析46-69
• 3.2.1 差異表達(dá)的基因分析46-57
• 3.2.2 差異基因的GO功能注釋和功能富集分析57-68
• 3.2.3 差異表達(dá)基因的KEGG Pathway功能富集68-69
• 3.3 小結(jié)69-73
• 第四章 中黑盲蝽絲氨酸蛋白酶基因克隆與序列分析73-79
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料73-74
• 4.1.1 供試蟲源73
• 4.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器73
• 4.1.3 主要試劑73-74
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法74-75
• 4.2.1 中黑盲蝽總RNA的提取74
• 4.2.2 中間片段的獲取74
• 4.2.3 c DNA全長(zhǎng)的獲取74
• 4.2.4 PCR產(chǎn)物的回收與序列測(cè)定74-75
• 4.2.5 數(shù)據(jù)分析75
• 4.3 結(jié)果分析75-78
• 4.3.1 總RNA的提取及測(cè)序結(jié)果分析75-76
• 4.3.2 序列同源性分析76-77
• 4.3.3 不同目絲氨酸蛋白酶的系統(tǒng)發(fā)育樹77
• 4.3.4 中黑盲蝽絲氨酸蛋白酶的基本理化性質(zhì)預(yù)測(cè)及分析77-78
• 4.4 小結(jié)與討論78-79
• 第五章 全文總結(jié)79-83
• 5.1 結(jié)論79-82
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)82
• 5.3 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果89-91
• 致謝91

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