煙草轉(zhuǎn)錄組測序及NtTTG2調(diào)控ARF同源基因表達的研究.pdf

1、植物生長發(fā)育受到復雜的植物激素調(diào)控，其中生長素發(fā)揮重要作用。生長素通過影響生長素應答因子(ARF)在轉(zhuǎn)錄調(diào)控生長素反應中的功能，從而介導植物生長發(fā)育。從不同物種中鑒定出的10-40個ARF轉(zhuǎn)錄因子，構(gòu)成了系統(tǒng)的蛋白家族。植物發(fā)育也受到亮色平滑種皮蛋白(TTG)的調(diào)控，如之前從煙草Nicotiana tabacum中鑒定出的NtTTG2蛋白。最近，通過分析NtTTG2基因沉默和過表達引起的生物學變化，研究了NtTTG2在煙草生長發(fā)育的作用

2、。研究發(fā)現(xiàn)，沉默NtTTG2基因后，煙草生長緩慢、花色變淺、花青素的合成和種子繁殖受抑制，相反的，過表達NtTTG2基因可促進煙草生長發(fā)育進程。為了進一步確定TTG和生長素調(diào)控植物發(fā)育中功能是如何相關(guān)聯(lián)的，本研究進行了煙草轉(zhuǎn)錄組的de novo組裝，并確定了NtTTG2調(diào)控的ARF同源基因。
　　1煙草轉(zhuǎn)錄組de novo組裝及分析
　　本研究所用植物材料為煙草(Nicotiana tabacum)品種NC89的野生型和轉(zhuǎn)基

3、因植物。NC89為烤煙型煙草，目前還沒有進行全基因組或轉(zhuǎn)錄組測序。我們利用IlluminaHiseqTM2000平臺進行煙草轉(zhuǎn)錄組測序工作，共產(chǎn)生了30，325，318個raw reads。將這些原始數(shù)據(jù)過濾并進行de novo組裝，得到111，207個冗余的轉(zhuǎn)錄本，去除冗余后得到54，906個unigenes。將這些unigenes在7個數(shù)據(jù)庫進行了功能注釋，有30，124(54.86％)個unigenes比對到至少一個數(shù)據(jù)庫的序列中

4、，仍有24，782(45.14％)個unigenes的序列定位不清楚。對已功能注釋的unigenes進行分類發(fā)現(xiàn)，至少有8，024個unigenes(14.61％)與植物生長發(fā)育有關(guān)。評估此轉(zhuǎn)錄組的基因表達水平及RNA-seq整體質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，基因表達水平屬于較高等豐富程度，轉(zhuǎn)錄本均一化程度比較高，RNA-seq整體質(zhì)量較好。
　　2 NtTTG2調(diào)控ARF同源基因表達
　　雖然本實驗室通過分析煙草NtTTG2基因沉默和過表達引

5、起的生物學變化，明確了NtTTG2調(diào)控煙草生長發(fā)育，但對其中的作用機制并不清楚。為此建立了高質(zhì)量的煙草轉(zhuǎn)錄組，并對功能注釋的unigenes分類。研究發(fā)現(xiàn)，至少有455(0.83％)個unigenes與生長素應答反應相關(guān)。對這些unigenes進行分類，推測為ARF、Aux/IAA、GH3和SA UR候選基因的unigenes分別有40、39、15和33個。通過實時定量PCR，分析了NtTTG2對40種ARF同源基因表達情況的影響，發(fā)現(xiàn)