利用高通量測序技術(shù)探索毛竹冬筍成筍機(jī)制.pdf

1、毛竹是我國最為重要的經(jīng)濟(jì)竹種，具有栽培歷史悠久、種植面積廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高及生態(tài)效益顯著等特點(diǎn)。其中竹筍是竹產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品，福建省僅2010年竹筍產(chǎn)量達(dá)69萬噸，占全國產(chǎn)量41.70％，且以毛竹筍為主。毛竹筍是優(yōu)良的蔬菜食品，含豐富的纖維素和蛋白質(zhì)，擁有著極高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。毛竹在不同季節(jié)會(huì)產(chǎn)生出春筍、鞭筍和冬筍。其中，冬筍是立秋前后由毛竹的地下莖（竹鞭）側(cè)芽發(fā)育而成的筍芽，冬筍產(chǎn)量較高，且味道鮮美，深受人們的青睞。有研究表明，在毛竹

2、不同時(shí)期的筍其營養(yǎng)物質(zhì)含量有所變化，冬筍高于其他時(shí)期，但冬筍發(fā)生和生長的機(jī)制尚未進(jìn)行深入研究，因而本項(xiàng)目以研究毛竹冬筍發(fā)生機(jī)制為目標(biāo)，借助第二代高通量測序技術(shù)及第三代全長轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為研究手段，重點(diǎn)研究毛竹冬筍芽、側(cè)芽及鞭芽的基因差異表達(dá)分析，項(xiàng)目采用改良 CTAB法和天根試劑盒提取毛竹 RNA，并結(jié)合 PacBio測序和二代測序（SGS）技術(shù)對毛竹冬筍芽、鞭芽及側(cè)芽的樣本反轉(zhuǎn)錄成的全長cDNA，通過illumina2500儀器進(jìn)行PE1

3、25bp測序，每個(gè)樣品平均得到5G的數(shù)據(jù)量，通過差異表達(dá)分析，我們得到對毛竹冬筍芽、鞭芽及側(cè)芽的在各自生長時(shí)期的基因表達(dá)差異，鞭芽和筍芽間差異表達(dá)差異基因6863個(gè)，鞭芽和側(cè)芽間差異表達(dá)基因5592個(gè)，側(cè)芽和筍芽間差異表達(dá)基因7029個(gè)。
　　利用COG_ONTOLOGY分析側(cè)芽、鞭芽及筍芽其基因的差異表達(dá)的主要功能，得出以下結(jié)果：
　?。?）側(cè)芽的其表達(dá)基因主要參與在細(xì)胞分裂和染色體分離和碳水化合物的運(yùn)輸和代謝生物進(jìn)程。<

4、br>　　（2）鞭芽上表達(dá)的基因主要參與細(xì)胞分裂、染色體變化、轉(zhuǎn)錄以及 DNA復(fù)制及修復(fù)等生物進(jìn)程。
　?。?）筍芽其表達(dá)基因主要參與碳水化合物的運(yùn)輸和代謝、細(xì)胞膜生成及類脂化合物代謝作用相關(guān)進(jìn)程。
　　利用 GOTERM_BP_FAT分析側(cè)芽、鞭芽及筍芽其基因的差異表達(dá)的主要功能，得出以下結(jié)果：
　　（1）側(cè)芽的表達(dá)基因主要參與DNA代謝，細(xì)胞周期及光合作用相關(guān)。（2）鞭芽的表達(dá)基因主要參與DNA代謝和細(xì)胞復(fù)制過程。

5、
　?。?）筍芽的表達(dá)基因主要參與光合作用、響應(yīng)外界非生物刺激（比如感光）、還有一些次生代謝進(jìn)程。
　　利用 KEGG_PATHWAY分析側(cè)芽、鞭芽及筍芽其差異表達(dá)的基因的代謝通路，得出以下結(jié)果：
　?。?）側(cè)芽顯著表達(dá)的基因主要是參與調(diào)控在光合作用、DNA復(fù)制及嘧啶代謝等途徑。
　?。?）鞭芽上起上調(diào)作用的基因主要參與調(diào)控 DNA復(fù)制、錯(cuò)配修復(fù)、嘧啶或嘌呤代謝及染色體同源重組等通路。
　?。?）筍芽的表達(dá)

6、基因主要參與光合作用、響應(yīng)外界非生物刺激（比如感光）、還有一些次生代謝進(jìn)程。
　　利用PIR_SUPERFAMILY分析側(cè)芽、鞭芽及筍芽其差異表達(dá)的蛋白，得出以下結(jié)果：（1）側(cè)芽與筍芽顯著表達(dá)的蛋白主要是葉綠素a/b結(jié)合蛋白、PIRSF酯酶及膜聯(lián)蛋白一類。
　?。?）鞭芽顯著表達(dá)的蛋白主要有細(xì)胞周期相關(guān)蛋白、H4組蛋白家族、類受體激酶及激酶相關(guān)蛋白。
　?。?）筍芽較側(cè)芽上顯著表達(dá)基因編碼的蛋白主要是黃嘌呤脫氫酶、細(xì)胞