钝项节旋藻(Arthrospira platensis AGB-AP02)全基因组测序及特性分析

摘要

为在分子水平上揭示钝顶节旋藻(Arthrospira platensis AGB-AP02)特殊的生物学特征,利用高通量测序技术(Solexa)测得了钝顶节旋藻基因组序列。结果显示共获得reads为21,463,733个,包含核酸1609.78 Mb,覆盖基因组大约为292倍。经组装为91 scaffolds,包含核酸5,520,311 bp,50％以上的Scaffolds长度都大于143,024 bp,基因组的GC％为44.38％。利用Glimmer 3对基因组的ORFs进行预测,共发现5989个ORFs。ORF的平均长度为784 bp。利用得到的5989个ORFs的氨基酸序列分别对nr、nt、KEGG、COG进行Blast,结果发现能分别有4342,2732,4886,3379个ORFs能在这四个数据库中比对上相似的基因序列。钝顶节旋藻生活在高碳酸盐与高重碳酸盐的特殊无机碳环境中,在钝顶节旋藻在所有能注释的ORFs中,我们发现了完整的CCM(二氧化碳浓缩机制)代谢途径。这些ORFs包含了编码羧酶体的操纵子,编码HC03

目录

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0 前言

0.1 蓝藻简介

0.2 蓝藻基因组学研究进展

O.2.1 蓝藻结构基因组学的研究

0.2.2 蓝藻功能基因组学的研究

0.2.3 蓝藻功能基因组学研究方法

0.2.4 蓝藻转基因技术

0.2.5 蓝藻功能基因的研究

0.3 节旋藻概述

0.3.1 节旋藻的生活特性

0.3.2 节旋藻分子生物学研究

1 钝顶节旋藻全基因组测序

1.1 实验材料及试剂

1.1.1 实验材料

1.1.2 试剂

1.2 实验仪器

1.3 DNA的制各、基因组测序及组装

1.3.1 DNA的制备方法

1.3.2 Solexa测序流程

1.3.3 序列组装及生物信息学分析

1.3.4 比较基因组学的研究

1.4 测序结果

1.4.1 DNA提取结果

1.4.2 测序的基本数据

1.4.3 基因的COG分类

2 钝项节旋藻特殊生物学特性及其分子基础

2.1 CO2浓缩机制(CO2 Concentrating Mechanism,CCM)

2.1.1 钝顶节旋藻CCM相关基因

2.1.2 钝顶节旋藻碳酸酐酶的分析

2.1.3 讨论

2.2 高碱环境的适应性

2.2.1 钝顶节旋藻高碱环境适应性的分子机制

2.2.2 讨论

2.3 高盐环境的适应性

2.3.1 钝项节旋藻高盐环境适应性的分子机制

2.3.2 讨论

2.4 多聚不饱和脂肪酸的代谢

2.4.1 钝顶节旋藻不饱和脂肪酸合成的分子机制

2.4.2 讨论

2.5 钝顶节旋藻不稳定遗传转化体系的分子基础

2.5.1 基因组中限制性核酸内切酶与限制修饰系统分析

2.5.2 讨论

3 钝项节旋藻AGB-AP02与极大节旋藻CS-328的比较基因组学研究

结论

参考文献

致谢