本文關(guān)鍵詞：海洋高等植物大葉藻（Zostera marina L.）響應(yīng)環(huán)境脅迫的轉(zhuǎn)錄組特性分析

  更多相關(guān)文章： 大葉藻 轉(zhuǎn)錄組 環(huán)境脅迫 離子通道 感光受體

【摘要】：大葉藻是多年生海草,隸屬于被子植物門,單子葉植物綱,沼生目,大葉藻科,大葉藻屬。大葉藻生長(zhǎng)于潮間帶和潮下帶的淺海中,通常會(huì)形成廣大的種群-----海草床。大葉藻是研究潮間帶海洋植物逆境脅迫特別是鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制的代表性物種,也是研究海洋植物分子進(jìn)化的理想物種。由于轉(zhuǎn)錄組和基因組數(shù)據(jù)的相對(duì)匱乏,目前對(duì)大葉藻適應(yīng)潮間帶逆境的分子機(jī)制也缺乏系統(tǒng)深入地了解。本研究采用IlluminaTM Hiseq 2000測(cè)序平臺(tái)對(duì)五種不同的脅迫條件(溫度、鹽度、光照、pH以及光質(zhì))下的大葉藻葉片組織樣本的轉(zhuǎn)錄組特性進(jìn)行了分析,對(duì)比分析了大葉藻和條斑紫菜、水稻不同物種間的直系同源關(guān)系,為了解大葉藻適應(yīng)海洋高鹽沉水環(huán)境提供了新的認(rèn)識(shí)。本研究主要結(jié)果如下：(1)利用IlluminaTM Hiseq 2000測(cè)序平臺(tái)對(duì)不同脅迫處理的大葉藻混合RNA樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,共獲得54,713,926條clean reads,堿基總量約為5.48G,拼接后得到24,216條平均長(zhǎng)度為1,006bp的unigenes和58,457個(gè)平均長(zhǎng)度為1544bp的轉(zhuǎn)錄本。生物信息學(xué)進(jìn)一步分析表明,與NR數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)注釋上14,389條unigenes(59.41%),與Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫(kù)和Pfam數(shù)據(jù)庫(kù)具有顯著性的序列相似性的unigenes分別占45.18%和46.91%。KOG注釋成功的7,195(29.71%)條unigenes按KOG的group分為26個(gè)類別。對(duì)基因進(jìn)行基因本體(GO)注釋之后,共有13,897unigenes聚類到57個(gè)基因本體功能節(jié)點(diǎn)。通過(guò)KEGG代謝途徑分析,共有4745條unigenes注釋到了233條代謝途徑。并進(jìn)一步對(duì)大葉藻、條斑紫菜和水稻轉(zhuǎn)錄組中的直系同源基因家族進(jìn)行了比對(duì)分析,共發(fā)現(xiàn)了11,667個(gè)基因是大葉藻中特有的。與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)之后,仍然有8645條Unigenes(35.7%)沒(méi)有找到同源序列,說(shuō)明可能存在大量功能未知的新基因。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)了大葉藻轉(zhuǎn)錄組中存在大量的響應(yīng)滲透壓脅迫和鹽脅迫離子攝入、離子轉(zhuǎn)運(yùn)以及離子區(qū)域化等耐鹽機(jī)制相關(guān)的離子通道蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和感知紅光／遠(yuǎn)紅光和藍(lán)光的光受體基因及其轉(zhuǎn)錄因子,為理解海洋高等植物適應(yīng)海洋環(huán)境的分子機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：大葉藻 轉(zhuǎn)錄組 環(huán)境脅迫 離子通道 感光受體
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q949.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 一、文獻(xiàn)綜述11-20
• 1 大葉藻的生物學(xué)特性11
• 2 大葉藻的研究進(jìn)展11-13
• 3 海洋植物的抗逆性研究進(jìn)展13-18
• 3.1 海洋植物響應(yīng)滲透脅迫和鹽脅迫分子機(jī)制的研究進(jìn)展13-15
• 3.1.1 離子區(qū)域化和主動(dòng)運(yùn)輸14-15
• 3.1.2 有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的調(diào)節(jié)15
• 3.2 植物光受體的研究現(xiàn)狀15-18
• 3.2.1 紅光/遠(yuǎn)紅光受體-光敏色素16
• 3.2.2 藍(lán)光受體-隱花色素16-18
• 4 第二代高通量測(cè)序技術(shù)在功能基因組中的研究進(jìn)展18-19
• 5 本研究的目的和意義19-20
• 二、大葉藻轉(zhuǎn)錄組特性及分析20-52
• 1. 材料20-24
• 1.1 樣品來(lái)源20
• 1.2 樣品馴養(yǎng)20
• 1.3 樣品處理20-22
• 1.3.1 溫度梯度處理21
• 1.3.2 鹽度梯度處理21-22
• 1.3.3 pH值梯度處理22
• 1.3.4 光照強(qiáng)度梯度處理22
• 1.3.5 光質(zhì)處理22
• 1.4 主要試劑22-23
• 1.5 主要設(shè)備儀器23-24
• 2. 方法24-30
• 2.1 RNA提取及質(zhì)量檢測(cè)24-25
• 2.1.1 總RNA的提取24-25
• 2.1.2 總RNA的質(zhì)量檢測(cè)25
• 2.1.3 不同樣品總RNA的等量混合25
• 2.2 cDNA文庫(kù)構(gòu)建及測(cè)序25-26
• 2.3 測(cè)序數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化分析26-29
• 2.3.1 測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估26-27
• 2.3.1.1 測(cè)序錯(cuò)誤率分布檢查26
• 2.3.1.2 A/T/G/C含量分布檢查及測(cè)序數(shù)據(jù)過(guò)濾26-27
• 2.3.2 轉(zhuǎn)錄本的拼接27-28
• 2.3.3 基因功能注釋28
• 2.3.4 CDS預(yù)測(cè)28-29
• 2.4 Illumina測(cè)序數(shù)據(jù)與大葉藻現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)及其他物種直系同源性對(duì)比分析29
• 2.5 大葉藻簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)分析29-30
• 3. 結(jié)果30-49
• 3.1 提取的實(shí)驗(yàn)樣品RNA的質(zhì)量檢測(cè)30-31
• 3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估匯總31-34
• 3.2.1 測(cè)序錯(cuò)誤率分布檢查31-32
• 3.2.2 A/T/G/C含量分布檢查32-33
• 3.2.3 測(cè)序數(shù)據(jù)過(guò)濾及質(zhì)量情況匯總33-34
• 3.3 轉(zhuǎn)錄本的拼接34-36
• 3.4 基因的功能注釋36-41
• 3.5 大葉藻Illumina測(cè)序與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比分析41-42
• 3.6 直系同源基因家族的對(duì)比分析42-45
• 3.7 大葉藻簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)分析45-47
• 3.8 離子通道及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的相關(guān)基因47
• 3.9 大葉藻感光受體相關(guān)基因47-49
• 4 討論49-52
• 4.1 多種類型離子通道蛋白參與響應(yīng)耐鹽機(jī)制49-51
• 4.2 大葉藻響應(yīng)光脅迫相關(guān)基因51-52
• 三、小結(jié)及后續(xù)工作52-53
• 1 小結(jié)52
• 2 后續(xù)工作52-53
• 參考文獻(xiàn)53-67
• 附錄67-81
• 學(xué)術(shù)成果81-82
• 致謝82-83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷83

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本文編號(hào)：952572