桑树绿枝扦插高效生根的转录组测序分析及相关基因的验证

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桑树是蚕桑生产的物质基础,扦插是桑树繁殖的重要育苗方法,也是其它木本植物经济有效的繁育方法。在人工诱导桑树扦插高效生根的基础之上,其机理的研究角度由传统的形态学、解剖学、生理生化指标等逐步向分子水平深入。运用转录组测序技术,有利于开展桑树扦插的生根机理的研究,为扦插技术的进一步创新提供理论依据。Solexa测序是近年来发展迅速的一种高通量测序手段,相对传统测序技术其具有覆盖度广、程度深、信息涵盖量大、数据冗余性低、分析准确以及不需要具有基因组学背景即可分析新物种的转录本表达概况等优点。本文用Solexa测序技术对桑品种育71-1绿枝扦插生根发育过程中插穗基部皮层进行转录组测序及生物信息学分析,得到结果如下:1.三个样本转录组测序共产生了多于230M原始reads总量,经过格式转换、去除杂质序列后得到的数据量分别为88,216,727、88,616,727和52,756,096个高质量的reads数;经过组装后分别得到61687、61651和59457个片段(contigs)数。2.对这些contigs进行uniprot蛋白注释,并进行GO和KEGG功能分类以及SSR鉴定。蛋白注释结果为三个文库分别有28042、32755和30587个被注释上,注释率为45.46%、53.13%和51.44%。3.通过不同样本间的数据两两比较发现桑树扦插生根发育过程中发生广泛的基因表达调控变化,0天与4天差异表达基因共231个,其中148个上调和83个下调;4天与8天差异表达基因共4183个,其中1831个上调和2352个下调;0天与8天差异表达基因共4557个,其中1930个上调和2627个下调。4.对扦插生根发育过程中差异表达的基因进行GO和KEGG分析,发现一些差异显著的途径,如糖酵解/糖异生,RNA转运,植物激素信号转导和淀粉蔗糖代谢等。还发现一些可能与桑树扦插生根相关的基因(如lpi, HSP70, cTBP, CHS,ECPP44, M35等)。5.通过实时荧光定量PCR技术对乙烯合成相关基因aco和sams的表达分析,得出它们在常规扦插与人工诱导高效扦插生根插穗发育过程中表达模式差异,得出基因aco和sams的表达与扦插高效生根呈现负相关性。
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