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普通小麦是世界上最重要的粮食作物之一,其基因组是异源六倍体(AABBDD),基因组庞大且复杂,普通小麦的基因组测序计划开展过程中困难较大,进展缓慢。乌拉尔图小麦是普通小麦A基因组的供体物种。通过测定乌拉尔图小麦基因组序列可以很好的解析普通小麦A基因组的遗传信息。普通小麦基因组的A、B、D三套基因组基因相似性较高,通过对A基因组的解析可以很大程度上了解普通小麦整个基因组的遗传信息。
我们用全基因组鸟枪法对乌拉尔图小麦G1812进行了全基因组测序,共计获得了453.11 Gb的有效测序数据,相当于91 X的基因组覆盖度,对这些数据进行了组装,得到了4.66 Gb基因组序列,约占整个基因组序列的93.4%,首次绘制出了乌拉尔图小麦的基因组序列图谱。在完成基因组组装后,对组装出的基因组序列进行注释,得到2.4 Gb重复序列,约占整个基因组的51.67%,其中绝大部分是LTR序列;注释出了27,888个基因,其中2,211个基因为乌拉尔图小麦特有。在60 Mya,乌拉尔图小麦发生了一次全基因组复制事件。乌拉尔图小麦与二穗短柄草的分化发生在距今20.5 Mya。
通过测定普通小麦不同时期不同处理不同组织中miRNA的表达情况,在普通小麦中,共鉴定出639个miRNA,其中缺氮和缺磷诱导表达的分别为522个和317个。miRNA的表达具有组织特异性,在正常生长的条件下,叶中特异表达的miRNA比根和种子中特异表达的miRNA更少。灌浆期的叶和幼苗期的根对缺氮环境较为敏感,前者在缺氮时特异表达的miRNA显著增加,而后者在缺氮时特异表达的miRNA种类显著减少。相对而言,种子在缺氮胁迫时miRNA的表达没有显著变化,暗示叶比种子对缺氮条件更敏感。在缺磷条件下,灌浆期的种子中miRNA的表达种类显著降低。对不同条件下miRNA聚类分析表明,缺氮条件下,细胞很可能会表达另一些miRNA来响应环境变化,而缺磷条件下,细胞会减少大量的miRNA的表达来适应环境。