小花草玉梅高通量转录组测序与花发育基因的挖掘

摘要

小花草玉梅是基部真双子叶植物，属毛茛科银莲花属植物。在自然状态下小花草玉梅的花器官变异率高，且包括多种类型的变异。按照花器官变异部位及变异程度可分为5类：全白变异、绿白相间变异、五瓣变异、全绿变异和极端变异。 本研究采用高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对小花草玉梅花器官转录组进行测序；通过转录组基因注释挖掘了一些花发育相关的候选基因；通过转录因子分析选取了12个与花发育紧密相关的MADS基因，利用实时定量PCR技术检测了这些基因的表达水平；通过主成分分析，分析了参与花形态建成的主要基因。 主要研究结果如下： （1）通过转录组测序，获得54,513,822个序列读取片段，包含了7,826,726,115 bp的碱基序列信息。将测序数据进行序列组装后，获得43767个Unigenes，平均长度是926 bp。注释结果表明，28130条Unigenes有同源信息。 （2）转录组基因注释：Unigene与NR、Swiss-Prot、KEGG、COG四个数据库比对，分别有28051、21101、11574、17440条序列可以比对到上述数据库，占比分别为64.09%、48.21%、26.44%、39.85%。Unigene的CDS预测，共得到30706个CDS，通过blast 比对到公共蛋白库得到27932个CDS，使用ESTScan预测得到2774个CDS。通过对SSR位点的分析，在43767条unigenes中检测到5015个SSR位点，出现频率为11.46%。三核苷酸是最主要的类型，占总数的49.77%。二、四、五、六核苷酸所占比例分别为27.32%、6.66%、3.05%、13.20%。SSR 不同重复基序类型中，出现频率最高的 AG/CT，其次是AAG/CTT和ACC/GGT。 （3）12个MADS基因实时荧光定量PCR检测显示，小花草玉梅正常花和5种变异花中基因的表达量有较大差异。 （4）主成分分析表明，AGL6、SEP3、FUL1、PI2及SEP1的表达量均为花形态建成的主要指标。 本研究的转录组数据充实了小花草玉梅的遗传数据库；SSR位点的分析可用于小花草玉梅和其他银莲花属植物的分子标记开发等研究；通过转录组数据挖掘参与小花草玉梅花形态建成的调控基因，为研究小花草玉梅花器官变异的分子机制打下基础。小花草玉梅作为基部真双子叶植物，对其花器官变异机制的研究，为被子植物的进化发育与遗传演化提供依据。

目录

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第一章 文献综述

1.1小花草玉梅

1.2花发育过程与花发育调控基因

1.2.1花发育的过程

1.2.2经典ABC模型

1.2.3 ABC模型在基部被子植物中的适用性

1.2.4花发育MADS-box基因

1.2.5四因子模型简介

1.3转录组高通量测序

1.4简单重复序列

1.5实时荧光定量 PCR

1.6本研究的内容

1.7本研究的目的与意义

第二章 小花草玉梅花器官转录组测序研究

2.1 材料与方法

2.1.1材料

2.1.2方法

2.2结果与分析

2.2.1 Unigene的测序产量

2.2.2 Unigene的长度分布

2.2.3 Unigene的功能注释

2.2.4 NR 物种分布统计

2.2.5Unigene的KOG分类

2.2.6 Unigene的KEGG注释分析

2.2.7 Unigene的GO分析

2.2.8 SSR分析

2.2.9 unigene的CDS预测

2.3讨论

第三章 小花草玉梅花发育基因的挖掘与候选基因的初步验证

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2转录因子的预测及筛选花发育基因

3.1.3候选基因的实时定量PCR验证

3.2 结果与分析

3.2.1花发育基因的筛选

3.2.2花发育基因的表达水平

3.2.2花发育基因表达水平的主成分分析

3.3讨论

第四章 结论

参考文献

致谢

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