鐵釘菜(Ishige okamurae)轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、鐵釘菜是鐵釘菜屬(Ishige)的代表物種。鐵釘菜能夠適應(yīng)復雜多變的潮間帶生境,能夠在極度失水脅迫下保持一定的細胞活性,因此鐵釘菜被認為是潮間帶褐藻中耐受嚴酷干燥與日曬的典型物種,表現(xiàn)出較強的環(huán)境適應(yīng)性。其抗干露、滲透壓變化等眾多環(huán)境脅迫的機制機理,已引發(fā)科研人員的廣泛關(guān)注與探索。但是,與抗逆相關(guān)的眾多基因、通路尚處于未知狀態(tài)。
　　本論文通過Illumina HiSeq2000平臺對鐵釘菜進行高通量轉(zhuǎn)錄組測序,共獲得12,548

2、,489條原始序列,總長達2,258,728,020 bp,平均讀長為180 bp,GC含量為52.19％。拼接之后,共獲得78,583條 scaffolds,平均讀長為613 bp,N50值為1709。通過nr注釋,設(shè)定閾值為10-5,共得到25,357個unigenes。通過COG注釋,共得到14,623個有功能匹配的unigenes,分布于25個COG的條目中。通過KEGG通路分析,共有4,184個unigenes注釋到294條通

3、路上。其中,有1,562個unigenes注釋到“代謝(Metabolism)”相關(guān)的通路中;849個unigenes注釋到“遺傳信息處理(Genetic Information Processing)”相關(guān)的通路中。對鐵釘菜轉(zhuǎn)錄組的基礎(chǔ)分析,揭示了其豐富的基因含量,明確了其基因的分布概況,確定了其基因的代謝通路分布;為后續(xù)鐵釘菜功能基因分析和注釋奠定了基礎(chǔ)。
　　本論文從結(jié)構(gòu)學和功能學兩個角度對鐵釘菜轉(zhuǎn)錄組的比較基因組學展開研究

4、。結(jié)構(gòu)學的研究集中于SSR標記的in silico分析,及在綱、門分類層面的特征比較。我們發(fā)現(xiàn)鐵釘菜的 EST-SSR以三堿基重復為主要類型,符合褐藻門物種的普遍特點;另外,三堿基重復EST-SSR的motif類型分布在一定程度上反映出“科”層面的特異性,由此推斷,藻類中 EST-SSR的起源并不屬于早期進化學事件,而是伴隨后期類群衍化并與功能基因進化緊密聯(lián)系的同步過程。藻類中三堿基重復類型的 EST-SSR可能是含有重復序列的非編碼區(qū)

5、在產(chǎn)生新基因過程中保留下來的。
　　在對鐵釘菜轉(zhuǎn)錄組進行功能基因組學研究的過程中,通過共有基因的分析,發(fā)現(xiàn)了8,205個鐵釘菜特有基因,明顯高于其他三種褐藻獨有的基因數(shù)目,反映出鐵釘菜豐富的基因含量。另外,這8,205個基因主要分布于轉(zhuǎn)錄翻譯體系,能量代謝體系、囊泡運輸?shù)?這些基因的存在保證了鐵釘菜基因的高效表達、蛋白的準確定位、代謝的動態(tài)平衡和優(yōu)越的抗逆特性。
　　在此基礎(chǔ)上,本論文研究了鐵釘菜抗逆相關(guān)通路及基因家族,發(fā)現(xiàn)