本文選題：水稻　切入點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄組　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水稻是世界上最重要的糧食作物之一,同時(shí)也是禾本科植物研究的重要模式物種。RNA-seq技術(shù)可以得到生物體在特定時(shí)期特定組織中全部的轉(zhuǎn)錄本,這使得我們可以從轉(zhuǎn)錄組的分析中挖掘出新轉(zhuǎn)錄本以及新基因。本文試圖從不同品種、不同組織的水稻轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中挖掘粳稻日本晴和秈稻MH63、ZS97參考基因組上不存在的新轉(zhuǎn)錄本和新基因,盡可能全面地補(bǔ)充水稻的注釋信息。本文采用先組裝后比對(duì)的策略,通過(guò)對(duì)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中2012年1月-2016年4月發(fā)表的共960個(gè)樣本的亞洲栽培水稻(Oryza sativa)RNA-seq數(shù)據(jù),分秈稻(indica)、粳稻(japonica)兩個(gè)亞種進(jìn)行de novo組裝,得到28,352條秈稻及50,648條粳稻轉(zhuǎn)錄本。其中秈稻有6,939條新轉(zhuǎn)錄本、粳稻有11,875條新轉(zhuǎn)錄本均未比對(duì)到水稻日本晴、MH63以及ZS97參考基因組。通過(guò)對(duì)秈、粳轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行相互比對(duì),發(fā)現(xiàn)僅有5.1%的秈稻轉(zhuǎn)錄本與3%的粳稻轉(zhuǎn)錄本相互間有大于60%的重疊區(qū)域,這說(shuō)明絕大多數(shù)的新轉(zhuǎn)錄本具有亞種特異性。通過(guò)開(kāi)放閱讀框預(yù)測(cè)及與蛋白質(zhì)非冗余數(shù)據(jù)庫(kù)(nr庫(kù))進(jìn)行同源序列比對(duì),從新轉(zhuǎn)錄本中分別預(yù)測(cè)得到3,794條秈稻及6,181條粳稻高可信度蛋白編碼序列。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行功能注釋,3,380條(89.1%)秈稻及5,314條(86%)粳稻蛋白編碼序列可在Pfam數(shù)據(jù)庫(kù)中得到比對(duì)注釋,1,648條(43.4%)秈稻及2,494條(40.3%)粳稻蛋白編碼序列可通過(guò)KOG注釋到23個(gè)蛋白功能分類中。2,489(65.6%)條秈稻及3,795條(61.4%)粳稻蛋白編碼序列有GO注釋結(jié)果。715條(18.8%)秈稻及1,046條(17.0%)粳稻蛋白編碼序列在KEGG代謝途徑分析中得到注釋。并且發(fā)現(xiàn)大量基因參與水稻抗病及非生物脅迫響應(yīng)過(guò)程。進(jìn)一步分析秈、粳稻蛋白編碼基因的同源基因家族發(fā)現(xiàn),2,057條(54.2%)秈稻及4,404條(71.3%)粳稻蛋白編碼基因是亞種特有的。另一方面,通過(guò)對(duì)秈、粳轉(zhuǎn)錄本組裝結(jié)果進(jìn)行編碼能力預(yù)測(cè)及蛋白質(zhì)同源序列比對(duì)的綜合策略,預(yù)測(cè)得到16,600條長(zhǎng)非編碼RNA,為水稻長(zhǎng)非編碼RNA的分析提供基礎(chǔ)。
[Abstract]:Rice is one of the most important food crops in the world, and it is also an important model species of gramineous plants. RNA-seq technology can obtain all transcripts of organisms in specific tissues at a given time. This allows us to extract new transcripts and new genes from transcriptome analysis. The new transcripts and new genes that do not exist in the reference genome of japonica rice MH63HZS97 were excavated from rice transcriptome data of different tissues, and the annotated information of rice was supplemented as comprehensively as possible. Two subspecies of indica indica (indica indica) and japonica (japonica) were assembled by de novo from 960 Asian cultivated rice (Oryza sativa)RNA-seq) data published in NCBI database from January 2012 to April 2016, and the two subspecies were divided into two subspecies: indica indica (Indica indica) and japonica (japonica). 28,352 indica and 50,648 japonica transcripts were obtained, of which 6,939 were new transcripts in indica rice and 11,875 in japonica rice. It was found that only 5.1% indica rice transcripts and 3% japonica rice transcripts had overlapping regions greater than 60%. This indicates that most of the new transcripts are subspecies specific. From the new transcripts, 3,794 indica rice and 6,181 japonica rice high-reliability protein coding sequences were predicted. The protein coding sequences of indica rice and 5,314 japonica rice can be compared in Pfam database by means of functional annotation of 3,794 indica rice and 5,314 japonica rice protein coding sequences. The protein coding sequence of indica rice and 2,494 japonica rice can be annotated into 23 functional classification of protein by KOG. The protein coding sequences of indica rice and 3,795 rice varieties have go annotated result .715 18.8) indica rice protein coding sequence and 1,046 japonica rice protein protein coding sequence can be divided into 17. 0% japonica rice. The coding sequence was annotated in the analysis of KEGG metabolic pathway, and a large number of genes were found to be involved in the response of rice to disease resistance and abiotic stress. The homologous gene family of protein coding genes of japonica rice has found that the protein coding genes of Indica rice and 4,404 japonica rice are endemic to subspecies, on the other hand, through the analysis of indica rice, The coding ability of japonica transcripts was predicted and the integrated strategy of protein homologous sequence alignment was used to predict 16,600 long non-coding RNAs, which provided the basis for the analysis of rice long non-coding RNA.
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：1592285