發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 15:42

【摘要】：高溫脅迫是全球范圍內(nèi)造成作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降的主要原因之一,但目前對(duì)于作物抵御高溫的分子機(jī)理還不清楚。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)為研究植物抵御高溫脅迫的分子機(jī)理提供了很好的方法,讓我們能夠更好地了解植物在抵御高溫過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。二穗短柄草是良好的禾本科模式植物,和水稻、小麥、玉米、高粱等具有很好的共線性,研究二穗短柄草能夠幫助我們對(duì)其他作物展開更為深入地研究。本實(shí)驗(yàn)主要選取二穗短柄草苗期和灌漿期的葉片及灌漿期的花穗經(jīng)過(guò)高溫處理后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,以期了解高溫處理之后二穗短柄草響應(yīng)的分子機(jī)制。此外,轉(zhuǎn)錄因子在響應(yīng)環(huán)境變化、調(diào)控基因表達(dá)中起到重要作用,而MYB是植物中最大的一類轉(zhuǎn)錄因子。盡管有大量的研究表明MYB轉(zhuǎn)錄因子廣泛參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境脅迫,但其多數(shù)成員在基因組水平上的研究還不夠完整,尤其在二穗短柄草的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究還未曾進(jìn)行。論文同時(shí)在基因組水平上對(duì)二穗短柄草MYB進(jìn)行鑒定和表達(dá)模式分析,以期對(duì)研究其他植物MYB基因提供借鑒作用。研究取得如下結(jié)果:(1)在三個(gè)處理中一共有6609個(gè)基因發(fā)生差異表達(dá),其中有656個(gè)基因發(fā)生共同差異表達(dá)。對(duì)這656個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行功能富集發(fā)現(xiàn)它們主要響應(yīng)高溫和蛋白折疊。此外,KEGG發(fā)現(xiàn)它們主要和天線蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、剪接體有關(guān)。(2)將6609個(gè)差異表達(dá)基因比對(duì)到plantTFDB數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)一共有49個(gè)基因家族的454個(gè)轉(zhuǎn)錄因子得到注釋,排名前六類的主要是ERF(42個(gè))、bHLH(33個(gè))、bZIP(33個(gè))、MYB(31個(gè))、NAC(28個(gè))和WRKY(28個(gè))。(3)在顯著條件下(log2FC1 or-1,FDR0.05),一共有1973個(gè)可變剪接事件分布在451個(gè)差異表達(dá)基因中,其中在S1(苗期葉片處理),S2(灌漿期葉片處理)和S3(灌漿期花序處理)中分別有604、1082和287個(gè)事件分布在131、320和110個(gè)差異表達(dá)基因中。其中,外顯子盒式、可變的3’端、可變的5’端和內(nèi)含子保留是出現(xiàn)次數(shù)最高的前四類事件。(4)在基因組水平上鑒定發(fā)現(xiàn)一共有122個(gè)BdMYB轉(zhuǎn)錄因子,可分為85個(gè)MYB-R2R3、34個(gè)MYB-related和3個(gè)MYB-R1R2R3轉(zhuǎn)錄因子三個(gè)大類。通過(guò)和水稻、擬南芥的MYB基因進(jìn)行進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)它們具有良好的進(jìn)化關(guān)系,相同亞家族的基因都處于相同的進(jìn)化分支上。(5)通過(guò)對(duì)二穗短柄草MYB轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析發(fā)現(xiàn)相同亞家族之間具有很好的同源性。此外,兩類順勢(shì)啟動(dòng)元件被鑒定,一類和植物生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān),另一類和植物非生物脅迫有關(guān)的。通過(guò)BdMYB轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行基因本體分析發(fā)現(xiàn)BdMYB基因參與多種生物進(jìn)程。共線性分析發(fā)現(xiàn)分別有56、58和61個(gè)BdMYB基因和水稻、玉米、高粱的基因具有共線性關(guān)系。(6)MYB轉(zhuǎn)錄因子在參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和非生物脅迫方面發(fā)揮著重要作用。通過(guò)高通量數(shù)據(jù)挖掘和實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)BdMYB基因進(jìn)行表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn)大多數(shù)BdMYB基因主要參與植物花發(fā)育且參與非生物脅迫。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S512.1
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述 面的研究中發(fā)現(xiàn)所有的 MYB 轉(zhuǎn)錄因子都含有兩個(gè)保守的 Mb1 只含有一個(gè)保守的 MYB 結(jié)構(gòu)域之后，人們發(fā)現(xiàn)有的基因構(gòu)域，如 CCA1，LHY 和 BPF1 等基因(Marquez et al. 2012)。構(gòu)域、兩個(gè) MYB 結(jié)構(gòu)域和三個(gè) MYB 結(jié)構(gòu)域的蛋白共同構(gòu)成因子主要是指含有 MYB 保守結(jié)構(gòu)域的一類轉(zhuǎn)錄因子，其 N 端來(lái)構(gòu)成高度保守的 DNA-binding 結(jié)構(gòu)域，同時(shí)包含一系列高bos et al.2010）。MYB 通常由 1 到 4 個(gè)保守的 Repeat 組成，每螺旋結(jié)構(gòu)，每個(gè) R 的第二、三個(gè)螺旋能夠形成一個(gè) helix tur螺旋作為“識(shí)別螺旋”（recognition helix）能夠與 DNA 結(jié)合如圖 1.1 是 MYB 轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)。

織處理后的差異表達(dá)基因數(shù)。箭頭向上和向下分別代表上調(diào) of DEGs of three groups of heat treated samples. Up arrows and the overlap up-regulated and down-regulated genes respectively

處理 S1、S2 和 S3 差異表達(dá)基因的聚類分析。通過(guò)測(cè)序得到的 RPKM 值進(jìn)代表上調(diào)表達(dá)，藍(lán)色代表下調(diào)表達(dá)。 Cluster analyses of DEGs among S1, S2 and S3. The color key represents the va). Red represents highly expressed (up-regulated), while blue represents down-r

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 竇艷華;韓萌萌;孫其信;李海峰;;二穗短柄草MADS-BOX基因AGL6和FUL1的可變拼接和表達(dá)模式分析[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào);2015年04期

2 趙屹;谷瑞升;杜生明;;生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志;2012年05期

3 李海峰;孫其信;;模式植物短柄草研究新進(jìn)展[J];西北植物學(xué)報(bào);2012年03期

4 ;AtMYB103 is a crucial regulator of several pathways affecting Arabidopsis anther development[J];Science China(Life Sciences);2010年09期

5 ;Polyamine Accumulation in Transgenic Tomato Enhances the Tolerance to High Temperature Stress[J];Journal of Integrative Plant Biology;2009年05期

6 ;Characterization of Arabidopsis MYB transcription factor gene AtMYB17 and its possible regulation by LEAFY and AGL15[J];遺傳學(xué)報(bào);2009年02期

7 ;Genome-wide analysis of heat shock transcription factor families in rice and Arabidopsis[J];遺傳學(xué)報(bào);2008年02期

8 陳俊,王宗陽(yáng);植物MYB類轉(zhuǎn)錄因子研究進(jìn)展[J];植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

本文編號(hào)：2758190