利用荟萃分析挖掘拟南芥低温胁迫响应基因

摘要

低温胁迫是目前威胁全球作物产量的重要非生物胁迫因子之一。有效地克服不同微阵列芯片测序分析间的不一致性,科学地预测拟南芥(Arabidopsis thaliana)低温胁迫响应基因和其关联的生物学过程是挖掘拟南芥响应冷胁迫的分子机制和辅助研发抗冷作物的有效手段之一。本研究首先利用关键词在PubMed数据库、GEO(Gene Expression Omnibus)数据库和Array Express数据库分别筛选出1 166、298个和695个测序实验,并通过精细筛选得到8组含低温胁迫处理样本和对照样本的表达谱测序实验。利用Network Analyst网站的批量效应矫正分析(batch effect correction)和有效样本数目(Effect size analysis)整合方法来降低8组表达数据实验间的不一致性并进行荟萃整合分析,进一步筛选出1 553个上调基因和4 327个下调基因。基于功能富集分析结果和转录因子(transcriptional factors,TFs)、蛋白激酶(protein kinases,PKs)和植物内源激素途径成员的差异表达式样,预测植物激素关联的胁迫感受途径、离子和激酶关联的信号通路及转录调控过程是拟南芥响应寒冷胁迫潜在的关键途径。