菊花DNA甲基化相关酶基因鉴定及MET1-RNAi材料转录组分析

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tzjgy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
菊花(Chrysanthemum×morifolium Ramat)是世界上重要的观赏植物之一,具备观赏、食用、药用和茶用等多种价值。作为一种起源于我国的重要花卉,菊花变异之丰富在栽培植物中是比较罕见的,而且是在只有1600多年的栽培历史中发生如此巨大变化,所以这种变异起源的问题一直是菊花研究者普遍关注的一个重要命题。DNA甲基化是研究相对较多的表观遗传修饰之一,涉及许多生物学过程,包括转座子沉默和激活、基因印记和染色体失活,其在调控植物的生长发育方面有着重要的作用。DNA甲基化与菊花各种变异性状的形成是否发挥作用,是需要探讨的课题。而对菊花DNA甲基化修饰相关酶基因进行鉴定与分析是解析这一问题的重要基础。本研究以菊花‘金背大红’、‘野菊(菊花脑,Chrysanthemum×nankingense)’和MET1干涉的菊花‘紫精灵’为实验材料。对‘金背大红’和‘菊花脑’的测序数据进行生物信息学分析,初步鉴定了菊花DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因,荧光定量PCR技术检测了其在不同组织和不同菊花品种中的表达量。此外,对MET1-RNAi材料进行转录组测序,从转录水平上揭示DNA甲基化降低对菊花生长发育的影响。所获得的主要结果如下:(1)对传统观赏菊花品种‘金背大红’的混合组织(根、茎、叶、叶柄、脚芽、侧芽、花蕾、花瓣、花蕊和花托)提取RNA并建库,用PacBio测序平台进行测序。同时在菊花基因组数据库(http://www.amwayabrc.com)中下载‘菊花脑’基因组数据。通过保守结构域和系统发育树分析,初步鉴定了菊花的DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因。在‘金背大红’中,鉴定了10个DNA甲基转移酶和5个去甲基化酶基因的转录本;‘菊花脑’中,鉴定了10个DNA甲基转移酶和5个去甲基化酶基因的等位基因。利用实时荧光定量PCR技术分别分析了其在不同组织及不同菊花品种的表达情况。在幼苗期,与根相比,CmMET1、CmCMT2和CmDRM2基因在叶片中差异表达极显著升高,茎中差异显著升高;CmDME基因在叶片中表达显著升高,茎中表达下降。在花期,CmMET1、CmCMT2、CmDRM2和CmDME基因有着相似的表达模式,与根相比,表达水平从高到低依次为茎、根、花和叶片,其中茎中表达显著升高。在10个不同的菊花品种中,CmMET1、CmCMT2、CmDRM2和CmDME基因表达水平各不相同。DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因,在‘菊花脑’幼苗期根、茎和叶的表达模式存在较大差异,说明不同组织甲基化模式不一样。总之,DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因的鉴定和分析将有助于研究DNA甲基化在菊花生长发育中的作用。(2)以课题组前期获得的MET1-RNAi为材料,取其幼苗期的茎和叶片,每个部位处理和对照三个生物学重复,用Illumina HiSeq 4000测序平台进行转录组测序。结果表明:1)完成12个样品的转录组测序,共获得82.28 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到6.26 Gb,Q30碱基百分比在90.12%及以上。2)组装后共获得100,800条unigenes,经过功能注释得到43,476条unigenes,其中长度在1kb以上的unigenes有23,179条。3)MET1-RNAi叶片与对照组叶片相比,有8个差异表达基因(8上调,0下调),其中差异表达基因分为3个病毒RNA解旋酶病毒、2个RNA依赖RNA聚合酶、1个石竹潜伏病毒外套(Carlavirus coat)和1个0.7kD病毒外膜蛋白;MET1-RNAi茎与对照组茎相比,有156个差异表达基因(145上调,11下调),编码植物生物学过程中的许多关键蛋白,如转录因子、信号转导机制、次生代谢产物的合成、转运和分解代谢以及相互作用;对照组叶片与对照组茎相比,有8786个差异表达基因(3461上调,5325下调),涉及碳水化合物的转运与代谢、次生代谢产物的生物合成/转运/分解代谢、转运体活性和催化活性等;MET1-RNAi叶片与MET1-RNAi茎相比,有8323个差异表达基因(3195上调,5128下调),涉及碳水化合物的运输与代谢、翻译后修饰/蛋白质周转/伴侣、信号传导机制、氨基酸的生物合成、催化活性和转录因子等。4)用实时荧光定量PCR技术,对7个差异表达基因的表达水平进行验证,结果与测序结果基本一致。
其他文献
近年来,关于Cahn-Hilliard型方程的研究吸引了很多数学家的关注,也有了一些较为丰富的理论结果.但是,已知的结果大多是讨论具常迁移率和常粘性系数的情形.然而,从已有的相关
刑民交叉案件并非是实践中新出现的问题,但是直到目前为止,我国的实体法与程序法都尚未对刑民交叉案件作出规定。而理论界对于刑民交叉案件的界定纷繁并无统一规定,增加了司法实践中处理刑民交叉案件的难度。刑民交叉案件在实践中存在问题颇多,在实体法中存在案件违法性判断以及案件中民事行为效力等问题,在诉讼程序中亦存在审理顺序混乱、当事人民事权益保障不足的问题。本文仅从成程序法的角度探讨刑民交叉案件问题。首先,本
叙事是儿童的天性,绘画是儿童叙事的重要方式。本研究以叙事学、心理学、美学、教育学等多学科理论为支撑,通过文献、观察、访谈、作品分析等方法对儿童叙事绘画及其教育启示
目的探讨预防性护理干预在心外科切口感染患者中的应用效果。方法选取我院2017年10月~2018年2月收治的100例心外科术后切口感染开患者为研究对象,运用了随机数字表法,将其分
由于工业化的发展带来的环境污染,严重危害到人类的健康安全,从而引起人类对环境治理的重视。光催化技术可以有效治理水污染,相比于传统的吸附、过滤、沉降等物理方法,其操作简便且成本低。当前,光催化主要以半导体材料为基础展开研究。氧化锌是一种新型宽带隙II-VI族半导体应材料,室温下禁带宽度约为3.2 eV,具有高的激子结合能(60 meV)、高反活性、对环境友好且成本低等优点使其成为有前景的光催化材料,
目的:研制清热解毒口服液,观察该制剂对上呼吸道感染的治疗作用.方法:200例上呼吸道感染患者随机分为治疗组和对照组,比较临床疗效.结果:临床应用治疗组明显优于对照组(P<0.0
Web系统的广泛使用使得其安全性越来越被重视。攻击者对Web系统攻击成功后,通常会上传Webshell达到长久控制服务器的目的。因此,如何高效的检测Webshell成为Web安全领域热门