發(fā)布時間：2019-02-25 14:31

【摘要】：菜粉蝶(Pieris rapae)屬于鱗翅目、粉蝶科,是十字花科蔬菜重要的農業(yè)害蟲,嚴重影響著農作物的產量。如Gilbert在其主編的《Insect Development》一書序言所述,昆蟲發(fā)育的研究對于防治具有無可估量的價值,通過挖掘發(fā)育中的關鍵基因,既可直接采用RNA干擾等措施直接防治、亦可為害蟲防控策略的探索提供重要參考。因此,從發(fā)育分子生物學視角挖掘菜粉蝶發(fā)育相關長非編碼RNA,可為菜青蟲防治提供更多的防治策略與手段。本論文以菜粉蝶為研究對象,首先對其進行了初步的基因組測序,在基因組測序過程中,采用300bp和500bp兩種插入片段長度建庫之后進行測序。測序總共產生了102.129G的堿基數(shù),經過質控過濾之后總共剩余101.652 G的堿基數(shù),抽取不同測序深度的數(shù)據(jù)采用Platanus軟件進行denovo組裝。基因組組裝之后N50為5Kb,用于長非編碼RNA的注釋。其次,利用本實驗室之前拼接好的菜粉蝶轉錄組進行l(wèi)ncRNA的篩選,首先將轉錄組序列比對到非冗余蛋白數(shù)據(jù)庫、rRNA數(shù)據(jù)庫、miRNA數(shù)據(jù)庫及轉運RNA(tRNA)數(shù)據(jù)庫,除去同源的mRNA、rRNA、miRNA前體及tRNA序列,然后將剩余的序列用CPC軟件進行序列長度和開放閱讀框長度預測,除去長度小于200nt以及能編碼100個氨基酸以上的序列,最后再用Portrait軟件進行進一步編碼可能性預測篩選,最終篩選出1194條可信度比較高的lncRNA。然后,對篩選出的lncRNA進行了基本的生物學特征分析,發(fā)現(xiàn)與mRNA的相比,lncRNA的長度相對較短,有較大一部分lncRNA的長度處于200到700bp,只有小部分lncRNA序列長度大于1Kb。lncRNA開放閱讀框的長度也相對較短,大部分序列的開放閱讀框長度低于100nt,只有小部分lncRNA序列長度大于100nt。接著,利用RSEM和edgeR軟件統(tǒng)計了lncRNA在菜粉蝶不同的生長發(fā)育階段的表達量并對差異表達基因進行了統(tǒng)計和分析。表達量分析可以看出,lncRNA在各個時期表達的lncRNA數(shù)目差不多,都約為300條左右。在菜粉蝶每個發(fā)育階段特異表達的lncRNA數(shù)目差異比較大,在卵期特異表達數(shù)目最多,約為280條,在其余生長階段特異表達的lncRNA數(shù)目較少,都約為60條左右。通過差異表達分析找出97條在菜粉蝶不同生長發(fā)育階段差異表達的lncRNA,差異表達基因主要集中在卵期到一齡幼蟲時期,且在卵期表達量較高。在卵期到一齡幼蟲階段,lncRNA的表達量明顯下降,在其余生長發(fā)育階段,lncRNA差異表達的數(shù)目較少。再次,將篩選出的菜粉蝶lncRNA和mRNA序列匹配到基因組序列上,獲得lncRNA和mRNA在基因組上的位置信息。根據(jù)lncRNA在基因組上的位置關系將lncRNA進行了分類,總共找出了635條基因間lncRNA、212條基因內lncRNA、347條同義和反義lncRNA。同時,根據(jù)位置信息找出lncRNA臨近的mRNA共2164條,然后對mRNA進行KEGG、GO注釋和差異表達分析。為了研究菜粉蝶中l(wèi)ncRNA和miRNA的相互作用,用miRNA的target預測軟件進行預測之后得到36條miRNA和lncRNA發(fā)生了相互作用。最后,隨機選取9條具有差異表達的lncRNA序列,通過qPCR實驗驗證其表達量,實驗結果顯示9個lncRNA的表達趨勢和利用RNA-seq及生物信息學方法計算出來的表達量一致,證明本次數(shù)據(jù)分析的準確性。本研究通過多種生物信息學分析方法獲得菜粉蝶基因組序列和1194條lncRNA序列,并找出97條在菜粉蝶不同生長發(fā)育階段差異表達的lncRNA。利用基因組序列找出了2164條lncRNA鄰近的mRNA,并在其中發(fā)現(xiàn)1671條差異表達基因。通過miRNA預測軟件預測出36條miRNA和lncRNA發(fā)生了相互作用。這些工作為今后研究菜粉蝶的lncRNA分子功能奠定了基礎。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S433.4

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本文編號：2430274