玉米籽?；?qū)脖磉_(dá)模式的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、類胡蘿卜素和脂肪酸含量是受到多個(gè)基因位點(diǎn)調(diào)控的數(shù)量性狀，這些基因之間相互作用又形成復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，控制細(xì)胞中各種生物學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，剖析這些營(yíng)養(yǎng)成分合成及累積的調(diào)控機(jī)制對(duì)改善玉米品質(zhì)有著重要意義。高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生大規(guī)模的組學(xué)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)使得構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)成為可能。本研究基于368份玉米自交系授粉后15天的籽粒中28679基因表達(dá)量數(shù)據(jù)，創(chuàng)新性的利用基因?qū)脖磉_(dá)模式的LA分析這一在酵母和人類中發(fā)展出來(lái)的新方法，在全基因組范圍

2、內(nèi)挖掘基因?qū)脖磉_(dá)模式的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，探索代謝途徑中基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控關(guān)系，進(jìn)一步鑒定類胡蘿卜素代謝途徑中上下游基因的調(diào)控關(guān)系，以及全基因組范圍內(nèi)挖掘調(diào)控油份代謝途徑的基因，從而深入解析調(diào)控籽粒營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成和累積的分子機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　1、全基因組LA分析共檢測(cè)了1.10E12個(gè)三基因組合的共表達(dá)模式。對(duì)LA值最大的前1000個(gè)共表達(dá)基因?qū)?LA pairs，LAP)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，686個(gè)LAPs的共表達(dá)模式受到第三個(gè)基因(LA

3、-scouting gene)的調(diào)控。隨后按照調(diào)控基因(LA-scouting gene)出現(xiàn)的頻率進(jìn)行排序，在正負(fù)兩種調(diào)控方式中，各鑒定了830個(gè)正向LA-scouting熱點(diǎn)基因和215個(gè)負(fù)向LA-scouting熱點(diǎn)基因。GO富集分析發(fā)現(xiàn)大多數(shù)正向LA-scouting基因顯著富集在生物學(xué)代謝途徑中。2、類胡蘿卜素代謝途徑中上下游基因的LA分析發(fā)現(xiàn)，基因crtRB1，lcyE, lcyB，ZEP1和VDE在α-胡蘿卜素合成分支和β

4、-胡蘿卜素合成分支中起到重要的調(diào)控作用。
　　3、26個(gè)含油關(guān)聯(lián)基因的全基因組LA分析，發(fā)現(xiàn)23個(gè)基因表達(dá)量與含油量的相關(guān)性受到580個(gè)調(diào)控基因的影響。對(duì)580個(gè)調(diào)控基因進(jìn)行功能注釋，發(fā)現(xiàn)5％的基因參與油脂代謝途徑，35％的基因是編碼參與非油脂代謝途徑中的功能蛋白，約30％的基因編碼逆境響應(yīng)因子或轉(zhuǎn)錄因子或信號(hào)分子，還有30％的基因功能未知。
　　通過(guò)對(duì)胡蘿卜素和油份合成代謝兩個(gè)途徑的分析，證明全基因組動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析在來(lái)剖析轉(zhuǎn)