模拟增温下荒漠草原短花针茅的转录组学研究

摘要

短花针茅（Stipa breviflora）属于禾本科，针茅属。是荒漠草原建群种，优质牧草，具有很高的饲用和生态价值。本研究利用Illumina测序技术对自2006年以来连续模拟增温处理的荒漠草原区短花针茅在果后营养期进行转录组测序，对测序结果进行了验证与数据挖掘，筛选了短花针茅模拟增温下的内参基因。并结合转录组数据对短花针茅返青期、抽穗期、开花盛期及果后营养期的纤维素合成相关基因进行了实时荧光定量PCR分析。主要结论如下：
　　1.对模拟增温下荒漠草原短花针茅果后营养期叶片进行转录组测序，共获得131779个transcript，同源比对后获得54075条Unigenes。
　　2.与短花针茅的模拟增温相关基因3613条，其中上调的有2696条，下调的有917条。在 GO功能分类中“代谢过程”，“催化活性”和“结合”是富集 DEGs最多的GO条目，分别为1164个DEGs，1158个DEGs，1132个DEGs。KEGG pathway注释结果中，共有1791个DEGs被注释在151个代谢通路中。
　　3.模拟增温下，短花针茅实时荧光定量的最适内参基因为翻译因子基因（translation factor，TLF）。
　　4.模拟增温抑制了短花针茅果后营养期淀粉的合成，加速了蔗糖分解过程，促进了纤维素合成底物UDP-Glc的积累。
　　5.模拟增温下短花针茅果后营养期细胞周期相关基因没有明显变化。
　　6.模拟增温下短花针茅不同生长时期的叶片总纤维素含量均上升（P＜0.05），果后营养期增加最多（8.56％），占干物质总量的50.56%。纤维素含量升高预示着短花针茅适口性下降。
　　为了解短花针茅响应全球变暖的分子机制，本研究搭建了在模拟增温条件的转录组信息平台，系统挖掘其差异表达基因，结合基因表达模式探讨其细胞周期、糖代谢和纤维素合成相关机理及基因调控模式，并确立了模拟增温下短花针茅的实时荧光定量最适内参基因。为保护未来野生饲草的产量和品质，资源保护及制定未来种质发展策略等方面提供实验依据。

目录

缩 略 词 表

1 引言

1.1全球变暖及其研究进展

1.2短花针茅的研究进展

1.3转录组学的研究进展

1.4 纤维素合成相关基因的研究进展

1.5 内参基因筛选的研究进展

1.6本研究目的与意义

2.1样地设置

2.2实验仪器与试剂

2.3实验方法

3 结果与分析

3.1转录组测序结果

3.2短花针茅总RNA的提取

3.3模拟增温下短花针茅内参基因的筛选

3.4转录组测序结果的验证

3.5模拟增温相关基因的数据挖掘结果

3.6在不同生长时期短花针茅纤维素合成相关基因的表达分析

3.7 短花针茅叶片总纤维素的含量

4 讨论

4.1模拟增温下短花针茅的转录组分析

4.2模拟增温下短花针茅内参基因的选择

4.3短花针茅模拟增温相关基因的差异表达

5结论

致谢

参考文献

作 者 简 介