基于RNA-seq和Small RNA-seq数据初步构建雷竹成花调控网络

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zumei2003
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竹类植物隶属于禾本科,具有不规则无周期性开花的生命现象,这种特殊的生命现象说明竹类植物具有特定的成花调控机制。为了研究竹类植物的成花调控机制,我们以处于雷竹生殖期的三个发育时期的花芽(TF1,TF2,TF3)和来自同一竹鞭上对应时期的不开花雷竹的叶芽为材料(TV1,TV2,TV3),利用高通量测序技术,获得对应时期在转录组水平表达的基因和在小RNA水平表达的miRNA,并获得各自的表达量数据,对研究雷竹的成花调控机理具有重要意义。根据转录组测序结果共获得317.273条转录本,共有132.678条代表性基因(unigenes),并进行了KOG,GO和KEGG等的功能分析。对6个样本进行了比较差异分析获得7.266条差异unigenes,对每个差异比较组进行了GO功能富集和KEGG通路富集分析。本文重点分析了植物信号转导途径和昼夜节律途径,发现AUX1/LAX、CRE1、ARR-B、BSK、CYCD3、NPR1在TF1和TF2阶段高表达,TIR1、BRI1在TF1中有高表达,PHYA、CHS在TF2阶段中高表达,CTR1在TF2和TF3中高表达,ETR/ERS和EBF在TV1中高表达。Small RNA测序中获得117条成熟miRNA隶属于36个家族,和66个新miRNA。结合转录组数据进行了靶基因预测,共有529条unigenes受到一个或多个miRNA的调控,找到了193个差异miRNA及其差异靶基因,这些差异miRNA主要属于miR172,miR156,miR2118,miR529,miR159,miR164,miR396,miR166,miR169,miR397家族。在193个差异miRNA及其差异靶基因中有10个差异miRNA(miR159f,miR160a-3p,miR164c,miR164d,miR166h-5p,miR172a,miR1873,miR396g,miR396a-5p,miR396c-5p)在6个样本中的表达变化中与靶基因表达成显著负相关关系。有6个差异miRNA(miR395c,miR172d-5p,miR398a,miR166m,miR167e-3p,miR156a)及其差异靶基因在花发育的三个时期中成显著负相关关系。有2个差异miRN A(miR394,miR164a)及其差异靶基因在叶发育的三个时期中成显著负相关关系。有8个差异miRNA(miR166a-5p,miR156l-5p,miR169e,miR529a,miR396c-5p,miR168b,miR172a,miR172b)及其差异靶基因在V1和F1阶段比较中成负调控关系。有3个差异miRNA(miR172b,miR172c,miR2118f)及其差异靶基因在F1到F2中成负调控关系。有15个差异miRNA(miR156a,miR156k,miR156l-5p,miR319a-3p.2-3p,miR164e,miR160f-5p,miR156f-3p,miR528-3p,miR5179,miR399e,miR397a,miR390-5p,miR172b,miR164d,miR529a)及其差异靶基因在F2到F3阶段转变中成负调控关系。根据已经报道的水稻成花基因及调控关系结合测序数据来构建雷竹成花调控网络,获得雷竹中成花相关基因101个,而Ghd7,Ehd1等关键基因没有在雷竹中找到转录本。并且发现有22个是差异表达的,包括Hd1,Id1,Hd3a等关键成花基因,初步构建的雷竹成花调控网络受到miR172,miR156,miR168,miR169,miR529等的调控。
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