【摘 要】
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木材是树木次生生长的产物,它的产生源于维管形成层的分裂和分化。维管形成层的活性对木材的产量和质量有着直接的影响。为了理解维管形成层的活动对植物生长的调节,人们投入了大量的精力,然而却很少有研究致力于树木年龄对维管形成层活动的影响。在本次实验中以我国重要的速生树种——泡桐为研究对象,构建了 1年生和20年生两个树龄泡桐维管形成层的cDNA文库,利用Illumina HiSeq TM2000对两个年龄
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木材是树木次生生长的产物,它的产生源于维管形成层的分裂和分化。维管形成层的活性对木材的产量和质量有着直接的影响。为了理解维管形成层的活动对植物生长的调节,人们投入了大量的精力,然而却很少有研究致力于树木年龄对维管形成层活动的影响。在本次实验中以我国重要的速生树种——泡桐为研究对象,构建了 1年生和20年生两个树龄泡桐维管形成层的cDNA文库,利用Illumina HiSeq TM2000对两个年龄的泡桐维管形成层进行了转录组测序,并使用多种生物学方法对两组样品进行了详细地分析,具体的结果如下:1.通过半薄切片技术对样品进行了切片,并使用显微镜对两个样品的切片进行观察,在1年生的样品切片中观察到7-8层细胞,而在20年生的样品切片中仅发现3-4层,细胞的层数显著减少。2.对两组样品完成测序后,分别得到24,185,502和23,148,014条raw reads,除去低质量的序列、带接头的以及N的百分比超过10的序列之后获得了 23,533,462和21,501,826条clean reads,Q20的百分比分别为98.36%和96.66%。经过从头组装后,一共得到了 70,695 个 unigenes,平均长度为 1,282bp,N50 为 1,815bp。3.通过BLASTx 比对,将70,695个unigenes注释到Nr、Nt、Pfam等七大数据库。在Nr数据库中被比对到的unigenes有41,426条,占据总量的58.59%。另外在Nt、Pfam和 Swiss-Prot 数据库中分别注释到 47,995、36,258 和 39,149 个 unigenes,占据总 unigenes的67.89%、51.28%以及55.37%。此外,在KOG功能注释中发现25个类群,其中翻译后修饰,蛋白质翻转,伴侣蛋白、仅一般功能预测以及翻译,核糖体结构与生物发生功能类群中注释到的unigenes较多。4.根据|log2（fold change）|＞1且q-value值＜0.05的两个标准筛选差异表达基因。在两个样品间共得到3,386个差异表达基因,包含1,830个上调,1,556个下调。5.对差异表达基因进行GO功能分析,在生物学过程这一功能类群中,差异表达基因主要富集在代谢过程、单一有机体代谢过程以及氧化还原过程功能组中;在细胞组成这一功能类群中,细胞外区域、类囊体以及类囊体部分注释到的数量最多;在分子功能类群中,催化活性、氧化还原酶活性和辅因子结合功能组中注释到的数量最多。此外,通过KEGG富集分析发现,差异表达基因被分为20种不同的途径,在淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷生物合成、半乳糖代谢等途径显著富集。6.通过qRT-PCR方法对随机挑选出的9个差异表达基因进行了验证,结果发现表达趋势和转录组测序的结果是一致的,并且差异倍数的一致性也较好,这证明测序的结果是可靠的,也表明这些基因可能参与了不同树龄泡桐维管形成层的转录调控。综上所述,本次研究通过转录组测序技术与多种生物学研究技术的结合,对两个年龄的泡桐维管形成层进行了深入透彻的研究,这些研究结果将为人们更清晰地了解树木年龄对维管形成层活动的调控奠定基础。
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