基于RNA-seq測序技術(shù)糜子轉(zhuǎn)錄組分析以及糜子葉綠體基因組密碼子使用模式分析.pdf

1、糜子（Panicum miliaceum L.），也稱為黍、稷，是最古老的和首批被馴化作物之一，主要分布在亞洲和歐洲的半干旱地區(qū)。作為短日照C4作物，糜子具有很多優(yōu)異農(nóng)藝性狀，比如高產(chǎn)，生長季比較短，需水量低，適合在各種土壤上生長，尤其是在貧瘠的沙壤土上，因此能夠很好地適應(yīng)比較極端環(huán)境。RNA-seq主要是基于NGS(Next generationsequencing)技術(shù)，可以高質(zhì)量、高數(shù)量地普查所有轉(zhuǎn)錄元件（如轉(zhuǎn)錄組），包括mRNA

2、s，小RNAs(small RNAs)和其他非編碼RNAs(non-coding RNAs)。其轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)普查結(jié)果為不同生理狀態(tài)下的器官、組織或者是細(xì)胞基因表達(dá)模式和調(diào)節(jié)原件等情況及時作出描述，這對進(jìn)一步了解生物發(fā)展和病害發(fā)生過程十分重要。密碼子使用偏好性(CUB)是由于同義密碼子在機(jī)體內(nèi)外的使用頻率存在差異，其是生物體重要的進(jìn)化特征，對研究物種進(jìn)化、基因功能及其外源基因表達(dá)具有重要意義。
　　本研究將提取的Yumi2和Yumi3

3、 RNA樣品進(jìn)行RNA-seq測序，對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、分析，對部分候選差異表達(dá)基因還進(jìn)行RT-PCR驗(yàn)證。與此同時，還利用Mobyle等生物信息學(xué)軟件對糜子葉綠體基因組密碼子使用偏好性進(jìn)行分析。得到分子結(jié)果如下:
　　1.利用Illumina測序平臺對糜子4種組織的混合樣品進(jìn)行測序研究，得到113，643個contigs，組裝總長度164，535，293 bp。經(jīng)序列拼接共鑒定得到65，470條長于1 kb的unigenes。

4、>　　2.將組裝的unigene和NCBI中的NR數(shù)據(jù)庫，Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫，COG數(shù)據(jù)庫，KEGG數(shù)據(jù)庫中蛋白序列進(jìn)行blastx相似性比對分析發(fā)現(xiàn)共有60，352條unigene已經(jīng)被注釋。同時發(fā)現(xiàn)糜子unigenes和其他單子葉植物都具有同源性，包括高粱、水稻、二穗短柄草、烏拉爾圖小麥、柳枝稷。
　　3.對糜子Unigene功能進(jìn)行GO、KOG、KEGG代謝通路分析發(fā)現(xiàn)，總共62，543unigene序列注釋到了3個

5、主要的GO分類中;比對到KOG數(shù)據(jù)庫基因上的33，671unigenes分類成25個不同的功能群;共有15，514 unigenes主要分到了202個KEGG代謝通路上。
　　4.在糜子中113，643 unigenes的27，055條序列中總共鑒定發(fā)現(xiàn)35，216 SSR位點(diǎn)。其中，2，536序列包括超過一個SSR。重復(fù)4次的SSRs是占比最高的重復(fù)類型，(49.99％)，接下來是重復(fù)5次、10次、6次、超過20次的SSRs，分

6、別約14.45％、13.38％、8.79％、0.05％。在這么多不同類型的SSRs中，三核苷酸是最為豐富的重復(fù)單元，在所有的SSRs占比約為66.72％，其中CCG/CGG是最為豐富的結(jié)構(gòu)單元。并且多數(shù)SSRs的長度是12bp(51.39％)。
　　5.共鑒定發(fā)現(xiàn)292個差異表達(dá)基因，被歸入88條GO分類，12KEGG代謝通路中，并通過qRT-PCR驗(yàn)證了4個差異表達(dá)基因，分別是unigene34608，unigene35973

7、andunigene41558、Unigene33484。
　　6.從糜子葉綠體基因組中篩選出53條蛋白編碼序列，通過codonW軟件等分析表明，在糜子葉綠體基因組中，密碼子GC3的含量為30.67％，所占比例最低;有效密碼子數(shù)(ENC)表明多數(shù)密碼子偏性比較弱;相對同義密碼子使用度(RSCU)分析密碼子多以A、U結(jié)尾，說明這些是糜子葉綠體基因組偏愛的密碼子;中性分析、ENC-plot、對應(yīng)性分析等結(jié)果說明糜子密碼子偏好性是由于自