發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 07:29

　　 海州香薷是我國(guó)南方銅礦床生長(zhǎng)的一種耐銅植物,俗稱(chēng)“銅草”,因?yàn)樗�在植物修�?fù)銅污染土壤中起著至關(guān)重要的作用,銅是一種重要的金屬。然而,大多數(shù)對(duì)海州香薷耐銅的研究還未涉及其銅脅迫下轉(zhuǎn)錄基因的動(dòng)態(tài)變化,很少有研究從遺傳學(xué)和轉(zhuǎn)錄組的角度分析和探討銅耐受性的相關(guān)機(jī)制。一方面,本研究利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)探究海州香薷對(duì)銅的耐受性。研究組裝了海州香薷幼苗的根基因,在三種不同銅濃度(T1:10μmol/L Cu2+、T2:50 μmol/L Cu2+、T3:100 μmol/LCu2+)脅迫下處理7天后,以及對(duì)照組(CK)幼苗的根基因的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),從海州香薷的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)注釋中得到58,525個(gè)unigenes。對(duì)差異表達(dá)基因的進(jìn)行功能分析,包括海州香薷銅脅迫組間差異基因GO功能顯著性富集分析和Pathway顯著性富集分析。差異表達(dá)基因顯著富集的通路主要是與核糖體、吞噬體、氮代謝、角質(zhì)、木栓質(zhì)及蠟質(zhì)生物合成、細(xì)胞分裂素合成、泛醌和其他萜類(lèi)化合物-醌生物合成、光合作用-觸角蛋白、光合作用、光合作用中的碳固定、α-亞麻酸代謝等代謝通路。這些代謝通路間相互聯(lián)系,協(xié)同作用。對(duì)照組相比,三個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別篩選出16、9、15個(gè)差異表達(dá)的銅相關(guān)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因。光合作用-觸角蛋白、光合作用、光合作用的碳固定以及α-亞麻酸代謝等差異表達(dá)基因顯著富集的KEGG通路與葉綠體密切相關(guān)。這些為后續(xù)研究提供轉(zhuǎn)錄組水平的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及可能參與銅脅迫抗性的相關(guān)基因和通路。另一方面,本研究利用二代測(cè)序完成了海州香薷葉綠體基因組的從頭組裝,完整的海州香薷葉綠體基因組長(zhǎng)度為150,761 bp(GC含量37.8%)。反向重復(fù)序列(IRs)25,572 bp,單拷貝區(qū) 17,473 bp(SSC)和82,144 bp(LSC),包含87個(gè)蛋白編碼基因、38個(gè)tRNA基因和8個(gè)rRNA基因。海州香薷葉綠體基因組中有30個(gè)長(zhǎng)重復(fù)序列(LSR)和65個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)。通過(guò)對(duì)11種唇形科植物的葉綠體基因組進(jìn)行了比較分析,唇形科植物IRs區(qū)序列保守性高于LSC和SSC區(qū)。系統(tǒng)發(fā)育分析表明,海州香薷在進(jìn)化關(guān)系上與紫蘇屬更近。海州香薷葉綠體基因組完整序列分析也為其他超積累植物的基因組學(xué)和遺傳學(xué)方面的研究奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：Q943.2
【部分圖文】：

用Ｉｌｌｕｍｉｎａ二代測(cè)序平臺(tái)，ｐａｉｒ－ｅｎｄｌ５０ｂｐ測(cè)序策略，獲得轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行??后續(xù)數(shù)據(jù)分析。??本研究的技術(shù)路線如圖１．２所示。??野生海州香薷????＾一??￣＞??種Ｉ子?新鮮ｊｈ片??水培．銅脅迫處理幼苗?提取ＤＮＡ，?＿代丨丨ｌｕｍｉｎａ平臺(tái)，ＰＥ１５０測(cè)序??提�。遥巍�Ａ，二代丨ｌｌｊｍｉｎａ平臺(tái)，ＰＥ丨５０測(cè)序?髙通Ｕ數(shù)據(jù)??轉(zhuǎn)??轉(zhuǎn)錄纟ｊ■數(shù)據(jù)??Ｐｅｒｌ，ｎｏｖｏｐｌａｓｔｙ?基??錄料組?甚差基?５差分典?”?因??＾?裝?｜?異因?男異備算?海州香裔完整葉綠體基因沮序列?組??－＂Ｉ—藝—Ｓ巻?｜?ｓ?◎?qū)W??＾?量?基量?路基?轉(zhuǎn)?因?學(xué)的唇?統(tǒng)??評(píng)?因估分０?｜?組?分比形?ｔ??＼?ｆ?Ｉ?ｉｘｔ?析｜?因?慧?析｜??１?析?分子?傳?基其?４??獲得錮脅迫下海州香薷?｜?ｋ?、丨?１＆?因他?化??轉(zhuǎn)錄組序列?銅耐性機(jī)制１?有奐的基因、?＞－?－－Ｔ?－分??代謝通路?＇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白?

采取的數(shù)據(jù)過(guò)濾條件為（ｉ）去除接頭污染的Ｒｅａｄｓ；?（ｉｉ）去除低質(zhì)量的Ｒｅａｄｓ；?（ｉｉｉ）??去除Ｎ比例大于５％的Ｒｅａｄｓ。過(guò)濾得到的干凈數(shù)據(jù)（ＣｌｅａｎＤａｔａ）（附圖１），本??實(shí)驗(yàn)所測(cè)的１２個(gè)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)質(zhì)控后，其Ｑ３０均在９４％以上（附圖２），測(cè)序堿基??分布無(wú)ＡＴ、ＧＣ的分離（附圖３）。因此，原始下機(jī)數(shù)據(jù)過(guò)濾后的干凈數(shù)據(jù)（ｃｌｅａｎ??ｄａｔａ）可用于轉(zhuǎn)錄本的組裝。??２．３．１．２轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)組裝及組裝質(zhì)量控制與評(píng)估??利用Ｔｒｉｎｉｔｙ組裝上步得到的數(shù)據(jù)，相關(guān)命令行見(jiàn)表２．２。組裝后得到的初步結(jié)??果分別進(jìn)行組裝結(jié)果基本信息統(tǒng)計(jì)、比對(duì)率分析、均一性分析、準(zhǔn)確性評(píng)估、注??釋比例評(píng)估、嵌合體比例評(píng)估、核心蛋白比對(duì)率評(píng)估、注釋完整性評(píng)估等（相關(guān)??數(shù)據(jù)見(jiàn)附圖）。圖２．１Ａ說(shuō)明組裝的ｃｏｎｔｉｇ長(zhǎng)度分布，組裝的Ｎ５０長(zhǎng)度為２，００７ｂｐ?，??組裝的平均長(zhǎng)度為１，２８０?ｂｐ；?２．１Ｂ顯示組裝ｕｎｉｇｅｎｅ的長(zhǎng)度分布，其中Ｎ５０為??ｌ，８４０ｂｐ；?２．１Ｃ表示測(cè)序的核酸序列的隨機(jī)程度即均一性。從該圖中可看出當(dāng)前測(cè)??序深度下，潛在轉(zhuǎn)錄本的均一性較好。圖２．１Ｄ說(shuō)明過(guò)濾的數(shù)據(jù)中７８．４％的數(shù)據(jù)映??射到了組裝的ｃｏｎｔｉｇ上，從以上數(shù)據(jù)可以看出本次的１２個(gè)樣品轉(zhuǎn)錄組組裝質(zhì)量較??好

序列的似然函數(shù)的ｌｏｇ值大于０；選取６個(gè)ＯＲＦ中得分最高的；當(dāng)一個(gè)ＯＲＦ完全??包含另一個(gè)，輸出最長(zhǎng)的一個(gè)。對(duì)預(yù)測(cè)出來(lái)的ＯＲＦ序列統(tǒng)計(jì)其長(zhǎng)度分布，其結(jié)果??如圖２．２所示。通過(guò)上文描述方法在丨２個(gè)海州香薷樣品的ｉｍｉｇｅｎｅ尋找ＯＲＦ，共找??到３３，８５３條序列，長(zhǎng)度從２９７ｂｐ到１６，１７６ｂｐ不等，平均長(zhǎng)度為９１４ｂｐ，其中Ｎ５０??是?ｌ，１８２ｂｐ，Ｎ９０?是?４２９ｂｐ。??ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??〇?Ｊ￣９??ｍｉｎ?ｌｅｎｇｔｈ：?２９７??ｍａｘ?ｌｅｎｇｔｈ：?１６１７６??＿?．?Ｎ５０：?１１８２??Ｎ９０：?４２９??〇）?〇?，?ｍｅａｎ?ｌｅｎｇｔｈ：?９１４??Ｉ?２?？??３??Ｚ?：??§§?：??５?？??Ｓ＊?＼??１０??〇?＼??ｓ?Ｖ??ｏ?’??０?５０００?１００００?１５０００??ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ??圖２．２?ＯＲＦ長(zhǎng)度分布??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ??１５??
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本文編號(hào)：2891155