本文關(guān)鍵詞：低溫誘導(dǎo)栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄的轉(zhuǎn)錄組分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有些植物在低溫環(huán)境下能提高自身的耐低溫能力,這個現(xiàn)象稱為低溫馴化,或冷馴化。植物應(yīng)對低溫環(huán)境的能力是不同的,適應(yīng)了溫帶環(huán)境的植物能夠在低溫環(huán)境中提高自身的耐低溫能力,而起源于熱帶和亞熱帶環(huán)境的植物(如番茄)不具備耐低溫能力。有研究表明,低溫調(diào)控基因在植物低溫應(yīng)答的分子機制中起到重要的作用,而且不同植物耐受低溫能力的差別很可能與低溫調(diào)控基因有關(guān)系。此外,也有研究表明,可變剪接(AS)在擬南芥、水稻和玉米等植物中有著廣泛的功能,同時也與這些植物脅迫應(yīng)答有重要關(guān)系。Micro RNA(mi RNA,或小RNA)也發(fā)現(xiàn)與植物器官發(fā)育和非生物脅迫應(yīng)答有關(guān)。栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄是近緣物種,但它們的耐低溫能力卻有很大的差別,多毛番茄和類番茄茄比栽培番茄具有更強的耐低溫能力,但其耐低溫分子機制目前并不清楚。在本研究中,我們以栽培番茄(glamor)作為不耐低溫材料的對照,利用轉(zhuǎn)錄組測序方法,初步解析了多毛番茄(LA1777)和類番茄茄(LA2408)兩種野生番茄的耐低溫分子機制。利用高通量測序儀,我們在三個材料,三個低溫脅迫時間點(0小時、1小時和12小時)中,總共得到了大于200,000,000個測序讀長(Reads),對這些Reads做了基因組定位,研究了差異表達基因(DEG)、可變剪接(AS)和Micro RNA(mi RNA,或小RNA)等信息。我們對沒有基因組參考的多毛番茄和類番茄茄,進行了基因序列的體外從頭組裝,結(jié)果分別得到了68,051和59,286個非重復(fù)基因片段,且保證所有組裝基因片段的長度都大于200bp。差異表達基因的結(jié)果表明,栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄這三個材料,在低溫脅迫下,包括1小時和12小時后,都改變了基因的表達模式。在栽培番茄(不耐低溫材料對照)中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有1,256和3,350個基因上調(diào)(其中804個基因是兩個時間點共有);有856和3,022個基因下調(diào)(其中339個基因是兩個時間點共有)。在多毛番茄中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有1,725和2,940個基因上調(diào)(其中722個基因是兩個時間點共有);有1,967和3,126個基因下調(diào)(其中1,000個基因是兩個時間點共有)。在類番茄茄中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有617和1,928個基因上調(diào)(其中136個基因是兩個時間點共有);有1,066和1,171個基因下調(diào)(其中185個基因是兩個時間點共有)。同時,我們挑選了一些差異表達基因進行熒光定量PCR驗證,證明測序結(jié)果可靠,可用于進一步分析。為了研究多毛番茄的耐低溫分子機制,我們利用DAVID分析平臺對多毛番茄和栽培番茄低溫調(diào)控基因進行了功能聚類分析。在1小時低溫脅迫后,多毛番茄和栽培番茄低溫調(diào)控基因都在“非生物刺激應(yīng)答”這一類中顯示出高度富集。但是,與栽培番茄相比,多毛番茄低溫調(diào)控基因在“葉綠體相關(guān)”、“運輸肽”、“三角狀五肽重復(fù)”、“苯丙烷代謝過程”、“黃酮代謝過程”和“氨基酸衍生物的生物合成過程”等類別中富集程度更高,而在“細胞壁代謝”、“幾丁質(zhì)等有機物應(yīng)答”和“DNA結(jié)合的WRKY”等類別中,相比栽培番茄的富集程度更低。在12小時低溫脅迫后,多毛番茄和栽培番茄低溫調(diào)控基因都在“有機物應(yīng)答”和“激素刺激應(yīng)答”這一類中顯示出高度富集。但是,與栽培番茄相比,多毛番茄低溫調(diào)控基因在“UDP-葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶”等類別中富集程度更低。數(shù)據(jù)表明,冷耐受型番茄和冷敏感型番茄在低溫應(yīng)答的分子機制方面存在很大差別。與類番茄茄不同,栽培番茄和多毛番茄與公布的番茄基因組序列相似度都大于70%,我們對其可以進行可變剪接分析。結(jié)果表明,在栽培番茄和多毛番茄中,共識別得到172,910個可變剪接,其中包含75,885個新可變剪接。在栽培番茄三個時間點中,分別識別得到105,663、109,251和102,316個可變剪接,其中包含21,548,25,492,22,870個新可變剪接;在多毛番茄三個時間點中,分別識別得到106,690、104,440和105,323個可變剪接,其中包含20,909,19,957和23,179個新可變剪接。其中,發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子保留是可變剪接的主要類型。對低溫脅迫相關(guān)的可變剪接進行統(tǒng)計,結(jié)果表明,在栽培番茄受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有131和575個可變剪接相應(yīng)基因傾向于發(fā)生可變剪接;有119和152個可變剪接相應(yīng)基因不傾向于發(fā)生可變剪接。在多毛番茄受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有114和606個可變剪接相應(yīng)基因傾向于發(fā)生可變剪接;有122和130個可變剪接相應(yīng)基因不傾向于發(fā)生可變剪接。同時,在栽培番茄受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有121和522個可變剪接相應(yīng)基因上調(diào);有110和140個可變剪接相應(yīng)基因下調(diào)。在多毛番茄受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有112和553個可變剪接相應(yīng)基因上調(diào);有111和122個可變剪接相應(yīng)基因下調(diào)。在本研究中,還識別了總共1,041個Micro RNA(mi RNA,小RNA)的候選序列和靶基因。在栽培番茄中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有14和8個Micro RNA上調(diào);有7和6個Micro RNA下調(diào)。在多毛番茄中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有2和4個Micro RNA上調(diào);有5和8個Micro RNA下調(diào)。在類番茄茄中,受到低溫脅迫1小時和12小時后,分別有151和59個Micro RNA上調(diào);有151和20個Micro RNA下調(diào)。同時,我們識別了Micro RNA的靶基因。根據(jù)Micro RNA與靶基因相反的表達量變化,結(jié)果表明,“sly-mi R396a-靶基因Solyc07g041640.2”,“sly-mi R5303b-靶基因Solyc09g009550.2”,“sly-mi R162-靶基因Solyc01g080500.2”,“sly-mi R172a-靶基因Solyc03g044300.2”,“unconservative_SL2.50ch00_3860-靶基因c50426.graph_c0”,“sly-mi R156a-靶基因c49736.graph_c0”等Micro RNA可能是低溫應(yīng)答相關(guān)“Micro RNA-靶基因通路”。結(jié)論:基因表達,Micro RNA和可變剪接的差異可能是栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄耐低溫能力差別的重要原因。
【關(guān)鍵詞】：低溫 轉(zhuǎn)錄組 番茄 Micro RNA 可變剪接
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-13
• 1 前言13-19
• 1.1 研究的目的和意義13
• 1.2 文獻綜述13-19
• 1.2.1 植物低溫應(yīng)答分子機制研究進展13-16
• 1.2.2 多毛番茄和類番茄茄16-17
• 1.2.3 高通量測序技術(shù)17-19
• 2 材料與方法19-24
• 2.1 實驗材料19-20
• 2.1.1 植物材料19
• 2.1.2 菌種19
• 2.1.3 分子生物學(xué)試劑和生化試劑19
• 2.1.4 培養(yǎng)基的配置19
• 2.1.5 主要儀器設(shè)備19-20
• 2.2 實驗方法20-24
• 2.2.1 生理生化指標測定20-21
• 2.2.2 測序與數(shù)據(jù)分析21-22
• 2.2.3 熒光定量PCR檢測22-24
• 3 結(jié)果與分析24-85
• 3.1 表型與生理24-27
• 3.2 轉(zhuǎn)錄組測序27-31
• 3.2.1 高通量測序27-29
• 3.2.2 全基因組定位分析29-31
• 3.3 差異表達基因識別31-47
• 3.3.1 樣品相關(guān)性分析31-34
• 3.3.2 熒光定量PCR驗證34-38
• 3.3.3 差異表達基因識別38-47
• 3.4 低溫應(yīng)答分子機制分析47-68
• 3.4.1 栽培番茄和多毛番茄低溫應(yīng)答分子機制分析47-51
• 3.4.2 類番茄茄低溫應(yīng)答分子機制分析51-62
• 3.4.3 轉(zhuǎn)錄因子的低溫調(diào)控62-65
• 3.4.4 植物激素生物合成與信號相關(guān)低溫調(diào)控基因65-68
• 3.5 低溫應(yīng)答可變剪接的識別68-77
• 3.5.1 栽培番茄和多毛番茄新可變剪接的識別68-71
• 3.5.2 栽培番茄和多毛番茄低溫應(yīng)答可變剪接的識別71-75
• 3.5.3 低溫應(yīng)答可變剪接基因的功能聚類分析75-77
• 3.6 栽培番茄和多毛番茄的SNP分析77
• 3.7 Micro RNA識別77-85
• 3.7.1 高通量測序77-78
• 3.7.2 新Micro RNA的識別78-79
• 3.7.3 Micro RNA差異表達與低溫應(yīng)答Micro RNA的識別79-80
• 3.7.4 Micro RNA靶基因的識別80-81
• 3.7.5 低溫應(yīng)答Micro RNA-靶基因通路識別81-85
• 4 討論85-91
• 4.1 低溫應(yīng)答基因識別85-88
• 4.2 低溫應(yīng)答可變剪接識別88-89
• 4.3 低溫應(yīng)答Micro RNA識別89-91
• 5 結(jié)論91-92
• 參考文獻92-97
• 致謝97-98
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文98

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉克斌,李曙軒,裘文達;普通番茄和多毛番茄葉肉原生質(zhì)體培養(yǎng)研究簡報[J];浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1987年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 國艷梅;杜永臣;鐘秋月;孫桂樂;王孝宣;高建昌;;多毛番茄GGPS基因的遺傳轉(zhuǎn)化研究[A];慶祝中國園藝學(xué)會創(chuàng)建80周年暨第11次全國會員代表大會論文摘要集[C];2009年

2 李乾楠;郭廣君;高建昌;王孝宣;國艷梅;杜永臣;;普通番茄和多毛番茄中MicroRNA的篩選及鑒定[A];中國園藝學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳宏宇;低溫誘導(dǎo)栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄的轉(zhuǎn)錄組分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 朱文哲;多毛番茄（Lycopersicon hirsutum）中抗冷轉(zhuǎn)錄因子LhCBF1基因的遺傳轉(zhuǎn)化[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 程希;番茄野生種及栽培種抗病同源基因的克隆與分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

3 鄒芳玲;GGPS基因在番茄中的無選擇標記遺傳轉(zhuǎn)化研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

  本文關(guān)鍵詞：低溫誘導(dǎo)栽培番茄、多毛番茄和類番茄茄的轉(zhuǎn)錄組分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：368586