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绵毛优若藜是原产美洲大陆的一种沙漠常绿灌木,是荒漠牧场冬季和春季的重要灌木饲草,近年来已在我国西北成功引种。绵毛优若藜的恶劣环境适应性极强,可在零下30℃、年降雨量为70—500mm、pH值为7.0—9.0的逆境中生长,具有极强的抗冻、抗干旱、耐高温、耐盐碱、耐贫瘠、耐沙埋等优点,拥有宝贵的抗逆性基因资源。因此,本文开展绵毛优若藜冷胁迫的均一化全长cDNA文库构建,进行大规模的随机测序,并对表达基因进行EST分析与生物信息学注释,获取冷胁迫抗逆基因资源信息,有利于解析荒漠常绿灌木的抗冻分子机制,为我国抗寒基因工程和转基因利用提供理论依据和物质基础。获得了以下主要结果:
(1)采用Creator SMART技术与DSN相结合方法,构建了绵毛优若藜冷胁迫均一化全长cDNA文库,文库的库容量为1.4×106克隆,插入片段的大小基本上在0.25—3kb之间,平均长度大于1 kb,且文库重组率为100%,全长率为46.3%,完全达到了高质量的全长cDNA文库的建库要求。
(2)随机挑取1248个克隆进行测序,成功测序1060条并构成绵毛优若藜冷胁迫的EST库。去除空载体和低质量的ESTs后,获得高质量ESTs为1041条,最短序列为100bp,最长为681bp,平均长度为551bp。
(3)对1041条高质量EST库进行组装拼接后,获得1009条Unigenes,其中重叠群Contigs为60个,平均长度为656bp,最短序列为307bp,最长序列为1100bp。1009条Unigenes序列,长度跨度从100bp至1100bp,平均长度为558bp,低丰度基因Singlets(仅含一条EST)为978条,占总数的96.93%,表明均一化效果和文库质量极高。
(4)对获得的1009条Unigenes进行ORF预测,得到946条ORF,序列长度最短为102bp,最长为981bp,序列平均长度为373bp。
(5)对1009条Unigenes序列进行进行Blastn—Nt同源性分析,529条序列与已知序列有同源特征,占总数的52.43%,其中为推测功能基因的有312条,占总数的30.92%,未找到序列同源性的Unigenes序列有480条,占总数的47.57%。
(6)对1009条Unigenes序列进行进行Blastx—Nr同源性分析,740条序列与已知序列有同源特征,占总数的73.34%,其中543条序列为推测功能基因,占总数的53.16%,未找到同源序列的有269条,占总数的26.66%。
(7)对1009条Unigene序列进行Blast—COG分析,获得注释序列240条,占总数的23.79%。对Blast结果进行功能分类,得到22类:General function predictiononly; Posttranslational modification,protein turnover,chaperones; Energy productionand conversion; Amino acid transport and metabolism; Carbohydrate transport andmetabolism; Translation,ribosomal structure and biogenesis; Transcription; Lipidtransport and metabolism; Coenzyme transport and metabolism: Inorganic ion transportand metabolism; Function unknown; Replication,recombination and repair; Secondarymetabolites biosynthesis; transport and catabolism; Cell wall/membrane/envelopebiogenesis; Signal transduction mechanisms; Defense mechanisms; RNA processing andmodification; Nucleotide transport and metabolism; Intracellular trafficking,secretion,and vesicular transport; Chromatin structure and dynamics: Cell cycle control,celldivision,chromosome partitioning; Nuclear structure。