本文關(guān)鍵詞：基于鏈特異性RNA測(cè)序技術(shù)的黃曲霉CA43的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2014年

基于鏈特異性RNA測(cè)序技術(shù)的黃曲霉CA43的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究

吳新良  

【摘要】：黃曲霉是一類(lèi)條件致病菌,其致毒因素是其產(chǎn)生的黃曲霉毒素,對(duì)農(nóng)作物、人類(lèi)均有感染的可能性,加強(qiáng)黃曲霉的基礎(chǔ)研究,有助于有效地防治黃曲霉對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類(lèi)自身造成的危害。黃曲霉菌核發(fā)育是黃曲霉的重要生理過(guò)程,對(duì)于更好地理解黃曲霉的生殖發(fā)育過(guò)程具有重要意義。而且,黃曲霉的菌核發(fā)育過(guò)程,與一系列次級(jí)代謝途徑如黃曲霉毒素生物合成途徑等密切相關(guān),研究菌核發(fā)育過(guò)程有助于理解黃曲霉毒素的生物合成途徑以及對(duì)黃曲霉毒素進(jìn)行有效的生物防治。隨著組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和測(cè)序成本的不斷下降,特別是隨著黃曲霉基因組序列的測(cè)序完成,基于測(cè)序技術(shù)研究黃曲霉生理過(guò)程調(diào)控、基因功能等的條件已具備。 本論文采用鏈特異性RNA-Seq技術(shù)深入分析黃曲霉在不同生理?xiàng)l件下的轉(zhuǎn)錄譜。通過(guò)RNA-Seq技術(shù)分析黃曲霉在基礎(chǔ)培養(yǎng)條件下的高分辨率的轉(zhuǎn)錄譜,獲取基因的轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄本結(jié)構(gòu)等信息；在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)黃曲霉的不同培養(yǎng)狀態(tài)(產(chǎn)AF/不產(chǎn)AF/菌絲／菌核),獲取各樣品的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),利用生物信息學(xué)分析工具進(jìn)行基因的GO功能注釋、差異表達(dá)基因分析及代謝途徑分析等,確定黃曲霉基因組中與菌核發(fā)育相關(guān)的基因及其關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),探討黃曲霉菌核發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)理；分析黃曲霉基因組中與黃曲霉毒素(AF)生物合成相關(guān)的基因,構(gòu)建AF生物合成途徑模型。本論文的主要結(jié)論如下。 (1)鏈專一性RNA-seq深度刻畫(huà)黃曲霉全基因組水平的轉(zhuǎn)錄圖譜 通過(guò)對(duì)RNA-Seq reads與黃曲霉基因組序列的匹配,獲得黃曲霉基因組的轉(zhuǎn)錄狀況,繪制了黃曲霉全基因組水平的轉(zhuǎn)錄圖譜,通過(guò)RPKM值確定黃曲霉的13487個(gè)蛋白編碼基因中共有9871個(gè)發(fā)生轉(zhuǎn)錄,占到了黃曲霉總基因數(shù)的73.19%。稝RNA-Seq數(shù)據(jù)解析了黃曲霉的基因結(jié)構(gòu),重點(diǎn)分析了黃曲霉基因的UTR,共獲得5994個(gè)基因的5'UTR和6407個(gè)基因的3'UTR,并分析了UTR的長(zhǎng)度分布。預(yù)測(cè)了黃曲霉轉(zhuǎn)錄組中存在大量新轉(zhuǎn)錄本,并對(duì)其功能做了詳細(xì)分析。分析了黃曲霉轉(zhuǎn)錄組中的可變剪接事件,預(yù)測(cè)了1220個(gè)可變剪接形式的轉(zhuǎn)錄本,包括SE、RI、A5SS和A3SS四種可變剪接類(lèi)型,具有可變剪接的基因占黃曲霉多外顯子基因總數(shù)的12.78%,黃曲霉中檢測(cè)到的可變剪接數(shù)量比其他一些真菌要多,并分析了AS事件的發(fā)生機(jī)制。 (2)黃曲霉轉(zhuǎn)錄組中的反義轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象 對(duì)黃曲霉轉(zhuǎn)錄組中反義轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)預(yù)測(cè)和分析。在菌絲、菌核樣品中分別檢測(cè)到1123、839個(gè)NAT，數(shù)量遠(yuǎn)大于基于EST分析的黃曲霉的NAT數(shù)量（352，，2.8%)。同時(shí)，分析了NAT在黃曲霉基因表達(dá)中的調(diào)控作用，認(rèn)為黃曲霉的蛋白質(zhì)表達(dá)、分泌及能量產(chǎn)生等過(guò)程密切可能受到NAT的調(diào)控。本研宄是首次在真菌中全面分析NAT并預(yù)測(cè)其功能的研宄。 (3)預(yù)測(cè)黃曲霉基因組中與菌核發(fā)育相關(guān)的基因及其關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，探討黃曲霉菌核發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)理 通過(guò)基因的差異表達(dá)分析和WEGO分析確定了與菌核發(fā)育相關(guān)的14個(gè)上調(diào)基因和37個(gè)下調(diào)基因。研究表明，菌核發(fā)育與次級(jí)代謝之間可能存在相互抑制的關(guān)聯(lián)關(guān)系;菌核與黃曲霉的生殖是緊密聯(lián)系的，而不是簡(jiǎn)單的有性生殖遺跡；同時(shí)黃曲霉的菌核發(fā)育可能受到復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，反義轉(zhuǎn)錄機(jī)制也可能參與菌核發(fā)育的調(diào)控；在菌核狀態(tài)下孢子發(fā)育受到抑制。綜上所述，RNA-seq數(shù)據(jù)提供了有關(guān)菌核發(fā)育的豐富的信息。同時(shí)，黃曲霉中有性交配現(xiàn)象及菌核發(fā)育現(xiàn)象的存在說(shuō)明黃曲霉具備有性生殖的潛在可能性或者黃曲霉曾經(jīng)具有有性生殖世代，這有助于理解黃曲霉中的有性生殖、無(wú)性生殖以及對(duì)黃曲霉菌株進(jìn)行遺傳學(xué)研究。 (4)確定黃曲霉基因組中與黃曲霉毒素（AF)生物合成相關(guān)的基因，構(gòu)建AF生物合成途徑模型 本研宄結(jié)果顯示所有的AF途徑基因在菌絲狀態(tài)下發(fā)生轉(zhuǎn)錄表達(dá)，而在菌核樣品中有三個(gè)基因未轉(zhuǎn)錄表達(dá)，說(shuō)明黃曲霉毒素生物合成途徑在菌核狀態(tài)下受到抑制。同時(shí)，本研宄整理了相關(guān)文獻(xiàn)中可能與AF生物合成相關(guān)的基因，并分析了這些基因在菌絲、菌核狀態(tài)下的差異表達(dá)，結(jié)果表明其中有11個(gè)基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄下調(diào)，而僅有2個(gè)基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄上調(diào)。根據(jù)本課題組之前的研究，這些發(fā)生轉(zhuǎn)錄變化的基因也參與了菌核發(fā)育。因此，這些基因?qū)⒊蔀槁?lián)系菌核發(fā)育與次級(jí)代謝途徑的潛在靶點(diǎn)。鑒于黃曲霉毒素污染農(nóng)作物給農(nóng)民造成的沉重負(fù)擔(dān)，本研究發(fā)現(xiàn)的這些基因可以作為對(duì)產(chǎn)黃曲霉毒素菌株進(jìn)行生物防控的靶位點(diǎn)。 通過(guò)本研究，有望獲得對(duì)黃曲霉AF生物合成途徑及菌核發(fā)育過(guò)程較深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)于更好地理解黃曲霉的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及對(duì)產(chǎn)AF的菌株進(jìn)行生物防治具有重要意

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：Q933
【目錄】：

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6 郭曉紅;周忠孝;吳明煜;;RNA干涉的分子機(jī)制及技術(shù)研究進(jìn)展[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)論文匯編2005年第一期[C];2005年

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8 Jian-Hua Yang;Liang-Hu Qu;;ChIPBase:decoding transcriptional regulation of long non-coding RNA and microRNA genes from ChIP-Seq data[A];生命的分子機(jī)器及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)——2012年全國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2012年

9 戚益軍;;植物小RNA和長(zhǎng)非編碼RNA[A];生命的分子機(jī)器及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)——2012年全國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2012年

10 陳潤(rùn)生;;非編碼RNA和RNA組學(xué)[A];第11屆全國(guó)脂質(zhì)與脂蛋白學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 馮衛(wèi)東;[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

2 記者 儲(chǔ)笑抒 通訊員 盛偉;[N];南京日?qǐng)?bào);2011年

3 瀘州醫(yī)學(xué)院副教授、科普作家 周志遠(yuǎn);[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2014年

4 麥迪信;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2003年

5 徐錚奎;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2004年

6 董映璧;[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

7 本報(bào)記者　房琳琳;[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

8 張忠霞;[N];新華每日電訊;2007年

9 記者 李含;[N];新清華;2007年

10 張忠霞;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄔開(kāi)朗;RNA干擾在抑制病毒基因表達(dá)與復(fù)制中的作用研究[D];武漢大學(xué);2005年

2 王立坤;RNA-seq數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2012年

3 高愛(ài)保;重金屬誘導(dǎo)長(zhǎng)江華溪蟹RNA差異顯示及定量分析[D];山西大學(xué);2011年

4 沈梅;RNA沉默抑制子的生化和結(jié)構(gòu)研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2009年

5 陳祖玉;水稻內(nèi)源非編碼小RNA的多樣性[D];武漢大學(xué);2005年

6 劉振棟;包含假結(jié)的RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法研究[D];山東大學(xué);2014年

7 李振亞;人肝臟特異性表達(dá)的小RNA-miR-122表達(dá)調(diào)控機(jī)制與功能的研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

8 呂欣;嵌合型重組HCV cDNA的構(gòu)建及體外轉(zhuǎn)錄RNA的感染特性研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2005年

9 趙陽(yáng)洋;對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的偽扭結(jié)RNA的組合分析[D];南開(kāi)大學(xué);2012年

10 林美娟;茶尺蠖小RNA病毒RNA依賴的RNA聚合酶功能研究及全長(zhǎng)cDNA克隆構(gòu)建[D];武漢大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫曉娜;針對(duì)HIV-1 vpr基因的RNA干擾作用研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

2 樊梅娜;幾種RNA沉默抑制蛋白的表達(dá)純化及沉默抑制特性分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

3 侯繼業(yè);RNA干擾技術(shù)用于流感病毒防治的探索研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2010年

4 林園園;乙型肝炎病毒RNA上La protein結(jié)合位點(diǎn)的缺失對(duì)其自身穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

5 周芳;家蠶細(xì)胞中RISC復(fù)合物結(jié)合小RNA的分離、鑒定與分析[D];浙江理工大學(xué);2013年

6 黃守均;雞的小RNA文庫(kù)構(gòu)建和非編碼RNA的規(guī)模篩選[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2008年

7 陳志強(qiáng);二甲亞砜通過(guò)作用于靶標(biāo)RNA聚合酶提高轉(zhuǎn)錄活性[D];武漢大學(xué);2005年

8 蘇楊;LMW RNA分離方法改進(jìn)及與人類(lèi)胚胎發(fā)育相關(guān)miRNA的克隆表達(dá)[D];暨南大學(xué);2007年

9 丁月芹;五種鼠基因組中4.5S RNA基因拷貝數(shù)的鑒定與分析[D];曲阜師范大學(xué);2011年

10 劉中成;棗總RNA提取及mRNA差異顯示技術(shù)體系的建立[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于鏈特異性RNA測(cè)序技術(shù)的黃曲霉CA43的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：98427