本文關(guān)鍵詞：甜高粱莖稈糖積累期microRNA及基因表達譜分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《沈陽農(nóng)業(yè)大學》 2015年

甜高粱莖稈糖積累期microRNA及基因表達譜分析

于惠琳  

【摘要】：高粱是世界第五大禾谷類作物,廣泛用作食物、釀酒、制糖和飼料。甜高粱是粒用高粱的一個變種,以莖稈含糖量高而成為潛在生物能源作物之一。因此,開展甜高粱莖稈糖如何積累的分子機制研究,對甜高粱高糖含量品種的選育、莖稈糖運輸和積累的分子機制具有重要意義。但有關(guān)控制甜高粱莖稈糖含量的QTL位點報道結(jié)果不一致,莖稈糖如何積累的分子機制至今仍然不清楚。為了探究甜高粱莖稈糖積累過程中基因和microRNA表達的變化特點,鑒定莖稈糖積累可能涉及的特異表達的基因和microRNA。本研究通過比較甜高粱(Rio)和粒用高粱(BTx623)莖稈糖積累數(shù)據(jù)確定取樣時期和組織部位,取抽穗期和蠟熟期的上數(shù)第四節(jié)莖稈和第二葉片提取總RNA,通過高通量測序技術(shù)分析甜高粱Rio在糖積累時期莖稈和葉片中基因和microRNA的表達,并以粒用高粱BTx623相應(yīng)時期的材料作為對照,鑒定可能與甜高粱糖積累有關(guān)的基因和microRNA。本研究從表達譜水平上分析甜高粱糖積累的分子機制,鑒定的特異表達的基因和microRNA也為甜高粱莖稈糖積累研究提供了依據(jù)。1、數(shù)字基因表達譜分析的主要結(jié)果如下：(1)8個樣品總計檢測到25405個基因。差異表達基因(FDR0.001且存在1og2 Ratio |1)分析表明：BTx623葉片中(BL1-VS-BL2)差異表達基因6285個(上調(diào)基因4224,下調(diào)基因2061),莖稈中(BS1-VS-BS2)差異表達基因5216個(上調(diào)基因1744、下調(diào)基因3472個)；Rio葉片中(RL1-VS-RL2)差異表達基因6245個(上調(diào)基因4239個,下調(diào)基因2006個)；莖稈中(RS1-VS-RS2)差異表達基因5424個(上調(diào)基因2338個,下調(diào)基因3086個)。在莖稈的調(diào)控中以下調(diào)的基因為主,而在葉片的調(diào)控中以上調(diào)的為主。(2) KEGG代謝途徑分析表明：在RS1-VS-RS2、RL1-VS-RL2、BS1-VS-BS2、 BL1-VS-BL2中分別富集了25、13、17、15條顯著的代謝途徑。其中RS1-VS-RS2差異基因主要是參與糖和淀粉代謝、次生代謝等途徑,這些路徑可能在高粱莖稈糖積累中起重要作用。(3)差異基因MapMan分析表明淀粉和蔗糖的代謝在甜高粱和粒用高粱莖稈糖積累過程中基因差異最為顯著。在Rio莖稈中,與淀粉合成和降解、蔗糖合成有關(guān)的基因表達均大量被上調(diào),而蔗糖分解相關(guān)的基因幾乎被抑制。淀粉水解為蔗糖,蔗糖較少被降解,所以最終在莖稈中大量積累蔗糖。而BTx623莖稈中,淀粉合成和降解有關(guān)的基因表達被下調(diào),因此減少了淀粉水解為蔗糖,然后蔗糖被水解,因此在莖稈不能積累蔗糖。(4)對高粱中蔗糖轉(zhuǎn)運體的表達分析表明,SUT1(被認為是在葉片中參與韌皮部運輸蔗糖到莖稈中)在成熟葉片豐度較高,且其表達在甜高粱糖積累后期葉片中被誘導(dǎo),加快了蔗糖從葉片運輸?shù)角o稈中。SUT2(被認為是在莖稈中參與光合同化物存儲)主要在莖稈中表達,其表達在甜高粱糖積累后期被誘導(dǎo),使蔗糖存儲到薄壁細胞中起作用,從而在莖稈中積累了大量的糖分。2、microRNA分析的主要研究結(jié)果如下：(1)如上所述的8個miRNA文庫,鑒定出來自于56個miRNA家族的185個known miRNA,共預(yù)測獲得634個未知miRNA。(2)對miRNA進行差異表達分析,miRNA表達變化大于2倍或小于1/2,P0.05選作差異表達的miRNA。在已知miRNA中,61個miRNA在BTx623葉片(BL1-VS-BL2)中顯著差異表達,42個miRNA在BTx623莖稈中(BS1-VS-BS2)顯著差異表達。64個miRNA在Rio葉片中(RL1-VS-RL2)顯著差異表達,40個miRNA在Rio莖稈中(RS1-VS-RS2)顯著差異表達。在未知niRNA中,60個miRNA在BTx623葉片中(BL1-VS-BL2)顯著差異表達,30個miRNA在BTx623莖稈中(BS1-VS-BS2)顯著差異表達。58個miRNA在Rio葉片中(RL1-VS-RL2)顯著差異表達,33個miRNA在Rio莖稈中(RS1-VS-RS2)顯著差異表達。(3)169個known miRNA預(yù)測的靶基因有442個,264個novel miRNA預(yù)測有3771個靶基因。12個novel miRNA口9個known miRNA在RS1-VS-RS2特異表達,差異表達的known miRNA的靶基因包括NAC轉(zhuǎn)錄因子和Homeddomain zipper protein,除此之外,其他預(yù)測的靶基因參與多種生理和代謝過程。差異表達的novel miRNA的靶基因包括轉(zhuǎn)錄因子、葡糖基轉(zhuǎn)移酶、蛋白激酶、細胞色素P450、轉(zhuǎn)運基因等。(4)我們篩選了一個Rio莖稈糖積累后期特異誘導(dǎo)表達的novel miRNA和一個葉片特異誘導(dǎo)表達的novel miRNA,并且用實時熒光定量PCR驗證miRNA的表達。為進一步研究參與糖積累的miRNA潛在作用提供基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S566.5
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳倩;張磊;黃志平;王大剛;胡國玉;;轉(zhuǎn)錄組測序及其在野生大豆基因資源發(fā)掘中的應(yīng)用[J];大豆科學;2013年06期

2 Xun-Lei Wang;Jian-Liang Lu;Yue-Rong Liang;;Different Techniques of Screening Differentially Expressed Genes and Their Applying in Tea Plant[J];茶葉;2013年04期

3 Lei Tang;Zheng-zhong Jiang;Jie-Ru Zhang;Chao-Ling Wei;;Cloning and Functional Analysis of A NAC-Like Gene Csnac in Tea Plant(Camellia sinensis)[J];茶葉;2013年04期

4 Haiping Ding;Jian Gao;Mao Luo;Hua Peng;Haijian Lin;Guangsheng Yuan;Yaou Shen;Maojun Zhao;Guangtang Pan;Zhiming Zhang;;Identification and functional analysis of miRNAs in developing kernels of a viviparous mutant in maize[J];The Crop Journal;2013年02期

5 韓璐;欒雨時;;植物miR168的研究進展[J];基因組學與應(yīng)用生物學;2014年02期

6 劉漢;劉穎;曹秀峰;;miRNA在食管癌中的研究進展[J];中國醫(yī)藥科學;2014年07期

7 胡惠雯;侯欣瑜;蔡兼;鈕俊;項爭;安基永;林善枝;;低溫脅迫響應(yīng)的甜楊miR475靶基因的預(yù)測及表達[J];基因組學與應(yīng)用生物學;2014年03期

8 高世超;鐘鳳林;林義章;趙瑞麗;;青花菜NAC轉(zhuǎn)錄因子克隆及在酸雨脅迫下的表達分析[J];分子植物育種;2014年04期

9 夏薇;李靜;周麗霞;楊耀東;肖勇;馬子龍;;椰子保守microRNA預(yù)測和特征分析[J];廣東農(nóng)業(yè)科學;2014年14期

10 田躍輝;吳玲;劉丹;張素芝;聶治;張嘯;蘇順宗;羅博文;高世斌;;玉米ZmPHO2基因家族克隆及其低磷脅迫下的表達[J];西北植物學報;2014年08期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃愛優(yōu);三角褐指藻miRNA篩選、作用機制及代謝流量分析[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2013年

2 申晚霞;植物病毒衛(wèi)星RNA干擾其輔助病毒致病性的分子機理[D];西南大學;2013年

3 杜漸;胰腺癌BxPC-3細胞上清液通過上調(diào)樹突狀細胞miRNA-146a的表達抑制其成熟及免疫功能的研究[D];大連醫(yī)科大學;2012年

4 王秀紅;玉米低磷應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子ZmPHR1的克隆及功能分析[D];山西大學;2013年

5 王金彥;不結(jié)球白菜基因組數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及蕓薹屬作物microRNA和EST-SSR數(shù)據(jù)的挖掘與分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

6 郭娜;大豆miRNA的鑒定與在抗疫霉根腐病中的功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2011年

7 賈宏昉;水稻高親和磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPht1；8的功能研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2011年

8 王晨;葡萄microRNA及其靶基因的識別、鑒定及作用方式研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

9 楊守梅;miR-21在胃癌細胞化療耐藥中的作用及其機制研究[D];安徽醫(yī)科大學;2013年

10 劉曉健;飛蝗幾丁質(zhì)合成關(guān)鍵基因特性及轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究[D];山西大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周冉;灰葉胡楊microRNA的鑒定與調(diào)控機制研究[D];蘭州大學;2013年

2 楊燚;miR-128-2骨髓嵌合和轉(zhuǎn)基因小鼠模型的建立及其免疫表型分析[D];蘇州大學;2013年

3 張月馨;胃癌中miRNA-429的表達及其生物信息學的初步研究[D];河北醫(yī)科大學;2013年

4 董淼;半夏miRNA的檢測及其靶基因的鑒定[D];浙江理工大學;2013年

5 史志浩;擬南芥AtTTP-miR160-ARF17通路參與胼胝質(zhì)的合成的調(diào)控[D];上海師范大學;2013年

6 張禹舜;水稻葉鞘突變體yjs和淀粉突變體q4359的表型分析及基因精細定位[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2011年

7 李亞鵬;棉鈴蟲田間種群對三種殺蟲劑的抗性監(jiān)測及對氰戊菊酯抗性機理的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

8 田蕾;擬南芥生長素合成YUC基因控制花藥發(fā)育機理研究[D];上海師范大學;2013年

9 敬媛媛;大豆miR1507的表達分析及功能鑒定[D];吉林農(nóng)業(yè)大學;2013年

10 蔡佳軒;大豆microRNA1510a的表達分析及功能鑒定[D];吉林農(nóng)業(yè)大學;2013年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田明;費菁;胡曉湘;李寧;劉娣;孟慶勇;;microRNA-1,-133,-206在鼠肌肉中的表達譜[J];中國畜牧獸醫(yī);2009年08期

2 王春梅;李慶章;;microRNA在小鼠乳腺不同發(fā)育時期差異表達譜及作用(英文)[J];遺傳學報;2007年11期

3 蔡斌;李成慧;彭日荷;熊愛生;高峰;姚泉洪;章鎮(zhèn);;葡萄microRNA的計算識別[J];華北農(nóng)學報;2008年S2期

4 鄒文輝;;新奇的調(diào)控分子——microRNA[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年34期

5 李賀;印東升;王志剛;黃飛飛;常琳琳;張志宏;;草莓不同器官中microRNA表達差異研究[J];果樹學報;2009年05期

6 魏娟;吳建勇;邢朝柱;郭立平;戚廷香;王海林;;棉花MicroRNA研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年15期

7 穆松;鐘金城;陳智華;徐利娟;;牛基因組per-microRNA SNP多態(tài)性[J];西北農(nóng)業(yè)學報;2011年10期

8 李構(gòu);張辰宇;;血清microRNA在癌癥診斷中的進展[J];東北林業(yè)大學學報;2012年06期

9 李瑩;鞠輝明;白立景;李奎;敖紅;;豬microRNA-378-1過表達載體構(gòu)建及細胞水平驗證[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報;2012年08期

10 焦晶凱;莫蓓紅;高紅艷;;microRNA功能研究新進展[J];中國畜牧獸醫(yī);2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈新正;盧肖男;聶慶華;張細權(quán);;雞部分microRNA的同源預(yù)測與克隆驗證[A];中國動物遺傳育種研究進展——第十五次全國動物遺傳育種學術(shù)討論會論文集[C];2009年

2 李炯;段德民;鄭克孝;;新型非標記高通量microRNA芯片技術(shù)[A];第一屆全國生物物理化學會議暨生物物理化學發(fā)展戰(zhàn)略研討會論文摘要集[C];2010年

3 徐晨;鮑堅強;李定;郭強蘇;;microRNA-449在小鼠精子發(fā)生過程中的作用研究[A];中國解剖學會2011年年會論文文摘匯編[C];2011年

4 李道傳;王慶;楊萍;唐石伏;李志芳;肖勇梅;魏青;張波;陳雯;;microRNA在細胞轉(zhuǎn)化中的表達差異[A];中國毒理學會生化與分子毒理專業(yè)委員會第六屆全國學術(shù)會議、中國毒理學會遺傳毒理專業(yè)委員會第五屆全國學術(shù)會議、廣東省預(yù)防醫(yī)學會衛(wèi)生毒理專業(yè)委員會學術(shù)會議、廣東省環(huán)境誘變劑學會學術(shù)會議論文匯編[C];2008年

5 ;Induced cardiac myocytes apoptosis in vitro by micro RNA-122 overexpression[A];第十三次全國心血管病學術(shù)會議論文集[C];2011年

6 羅維;林宇翔;繩紀坡;于芳;胡寶成;;靶向細胞外基質(zhì)磷酸糖蛋白的microRNA的篩選及鑒定[A];第二屆模式生物與人類健康研討會會議論文集[C];2012年

7 ;microRNA-19a,a Novel Prognosis Predictor of Hepatocellular Carcinoma Following Liver Transplantation,Suppresses Cancer Metastasis by Down-Regulating SOX4[A];2012中國器官移植大會論文匯編[C];2012年

8 任雪峰;Dan GAILE;宮志宏;葛怡琛;黃陳平;閆洪濤;鄔紅梅;;砷對大鼠肝microRNA表達的影響[A];中國毒理學會第六屆全國毒理學大會論文摘要[C];2013年

9 劉詠梅;王階;;心血管疾病相關(guān)microRNA的研究進展[A];第十次中國中西醫(yī)結(jié)合學會心血管病學術(shù)大會暨第五次江西省中西醫(yī)結(jié)合學會心血管病學術(shù)大會論文匯編[C];2010年

10 鞏麗穎;孫開來;;兩種microRNA在先心病心肌組織中的表達[A];中國的遺傳學研究——遺傳學進步推動中國西部經(jīng)濟與社會發(fā)展——2011年中國遺傳學會大會論文摘要匯編[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳英云 喬蕤琳;[N];黑龍江經(jīng)濟報;2010年

2 記者 陳青;[N];文匯報;2011年

3 特約記者 肖鑫　記者 唐先武;[N];科技日報;2011年

4 記者 顧泳;[N];解放日報;2011年

《中國學術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司
同方知網(wǎng)數(shù)字出版技術(shù)股份有限公司
地址：北京清華大學 84-48信箱 大眾知識服務(wù)
京ICP證040441號
互聯(lián)網(wǎng)出版許可證 新出網(wǎng)證（京）字008號
出版物經(jīng)營許可證 新出發(fā)京批字第直0595號

訂購熱線：400-819-9993 010-62982499
服務(wù)熱線：010-62985026 010-62791813
在線咨詢：
傳真：010-62780361
京公網(wǎng)安備11010802020475號

  本文關(guān)鍵詞：甜高粱莖稈糖積累期microRNA及基因表達譜分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：167406