稻瘟病菌诱导水稻特异表达EST数据库的建立及相关基因鉴定

摘要

1该研究对受稻瘟病菌诱导水稻叶组织特异表达cDNA文库进行了大规模测序,共获得有效EST序列15396条,其中14975条EST序列已被国际公共数据库——GenBank数据库接受.通过对所有已知功能基因的分析发现,数据库中与已知植物抗逆相关的蛋白有66类.涉及苯丙烷类代谢、氧代谢、氧化还原反应、病程相关蛋白以及植物抵御高温胁迫、低温胁迫、光胁迫、水胁迫、植物创伤等相关的蛋白.证实水稻防御稻瘟病菌侵染的抗病过程是涉及众多基因共表达的一个复杂的网络体系,并且与其它生物因子、非生物因子胁迫处理之间存在着密切的联系.2有意思的是:通过与稻瘟病菌全基因组序列数据库和水稻全基因组序列数据库的BLASTn比对,对5633条独立基因进行筛选,共检出来源于稻瘟病菌的基因16条.3利用前期大规模测序的表达序列标签,制备完成容量为1106条独立基因的cDNA微阵列,对抗瘟性近等基因系H7R和H7S的表达谱分析发现:在水稻样本受到稻瘟病菌侵染8小时后,众多的基因表达发生变化,在980组有效数据中,有170个基因的表达发生显著改变,其中106个基因上调表达,64个基因下调表达.为克隆与抗病相关的新基因,选取10个差异表达明显的未知基因进行了生物信息学分析,除氯原酸辅酶A-3-O-甲基转移酶和肉桂醇脱氢酶是在木质化过程中参与木质素形成的关键基因外,其它基因编码的蛋白也可能参与抗病相关的生理生化反应.

目录

文摘

英文文摘

第一部分文献综述

前言

1生物信息学与生物信息数据库

1.1生物信息学

1.2生物信息数据库

2表达序列标签技术和 DNA微阵列技术研究进展

2.1表达序列标签技术

2.2 DNA微阵列技术

3植物抗病基因克隆策略研究进展

3.1转座子标签法

3.2图位克隆法

3.3 mRNA差异显示技术

3.4抑制差减杂交法

3.5 DNA微阵列法

3.6电子克隆法

3.7小结

参考文献

第二部分研究报告

第一章受稻瘟病菌诱导水稻叶组织cDNA文库大规模测序和相关数据库构建

1材料与方法

1.1实验材料

1.2 cDNA文库鉴定

1.3质粒提取与纯化

1.4 cDNA序列测定

1.5序列分析

1.6受稻瘟病菌诱导水稻特异表达基因数据库的构建

2实验结果与讨论

2.1 cDNA文库状况

2.2大规模质粒提取与纯化

2.3测序结果

2.4序列提交

2.5序列同一性分析及Cluster归类结果

2.6受稻瘟病菌诱导水稻叶组织特异表达基因数据库构建

2.7高丰度表达中已知功能基因分析

2.8功能基因分类

2.9受稻瘟病菌诱导水稻叶组织特异表达cDNA文库中与植物抗逆相关的基因

3小结

参考文献

第二章受稻瘟病菌诱导水稻叶组织cDNA文库中稻瘟病菌基因的检出与生物信息学分析

1材料与方法

1.1研究对象

1.2稻瘟病菌序列的检出

1.3稻瘟病菌EST的生物信息学分析

2结果与讨论

2.1在受稻瘟病菌诱导水稻叶组织cDNA文库中的稻瘟病菌序列

2.2稻瘟病菌基因的生物信息学分析

2.316个稻瘟病菌基因的功能分析

3小结

参考文献

第三章抗病相关新基因OsBTB的筛选、克隆和初步功能预测

1材料与方法

1.1实验材料

1.2 RNA抽提

1.3 cDNA微阵列探针标记

1.4 cDNA微阵列制备

1.5 cDNA微阵列杂交和数据提取

1.6 10个表达上调未知基因的生物信息学分析

1.7候选基因全长 cDNA序列的电子拼接

1.8候选基因的Norther杂交

1.9候选基因的RNA微阵列分析

2结果与讨论

2.1芯片杂交结果及数值信号分析结果

2.2受稻瘟病菌诱导后基因表达谱差异分析

2.3 10个功能未知基因的生物信息学分析

2.4候选基因全长cDNA序列的电子拼接与二次生物信息学分析

2.5 OsBTB基因Northern杂交结果分析

2.6 OsBTB基因RNA微阵列杂交结果分析

2.7 OsBTB基因与9个抗病相关基因的RNA微阵列聚类分析

3小结

参考文献

致谢