白桦雌雄花差异表达基因的筛选及表达分析
白桦(Betula platyphylla)是中国东北地区的主要树种之一,因为有着诸多优点和经济价值,被列为我国“八五”期间攻关树种,对它的研究迅速展开,并取得了很好的效果,但对于白桦的研究仍不是很深入,特别是在其开花发育机理上还停留在起步阶段。为了更好的了解白桦成花的机理,本研究利用抑制性消减杂技术(suppressionsubtractive hybridization,SSH)构建了白桦雌雄花正反两个消减文库,对差异显示的基因片段进行功能分析及功能分类。随后选取了几个差异基因进行Realtime-PCR的检测,分析白桦发育过程中的基因表达。主要研究结果如下:
1.SSH正向消减文库(bhhx)成功测序723条,最小读长227bp,平均读长550.2bp。其中高质量的ESTS(长度大于100bp)701条。用phrap软件对ESTs序列进行组装。得到共339条有意义的序列。反向消减文库(bhhc)成功测序815条,最小读长156bp,平均读长550bp。其中高质量的ESTs668条。组装拼接后,共256条有意义的序列。
2.应用BLAST软件将消减文库筛选到的特异基因ESTs片段序列与GenBank中序列进行同源性比对,同时运用KEGG代谢途径数据库和COG功能分类对序列进行了初步的生物信息学分析。将所得ESTs按照生物学功能分类可分为:翻译,核糖体的结构和生物合成;糖运输与代谢;翻译后修饰,蛋白质变构,分子伴侣;氨基酸的运输和代谢;脂代谢和运输;能量产生与代谢;信号转导与代谢;次生代谢产物生物合成,运输和代谢;辅酶运输与代谢;转录;染色质结构和动态;细胞骨架;无机离子转运与代谢;复制重组和修复,细胞周期调控,细胞分裂,染色体分裂;细胞壁/膜的生物合成16个大类。白桦花序发育过程中涉及到的代谢途径有:糖酵解/糖异生途径;戊糖磷酸途径;果糖和甘露糖代谢;苯丙氨酸代谢:苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸合成;乙醛酸和二羧酸代谢;光合生物的碳固定;甲烷代谢;苯丙合成途径;戊糖和糖醛酸相互转换:维生素C代谢,氧化磷酸化;淀粉和蔗糖代谢;核糖代谢等。
3.筛选到一些与花发育相关的ESTs片段,如MADS-box基因、AP2基因、ARF、过氧化物酶基因、核酮糖二磷酸羧化酶基因、S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因、细胞色素P450、植物类受体蛋白激酶和衰老相关基因等。这些基因的功能注释有助于日后的工作研究工作的顺利进行。
4.挑选4个差异表达的基因在不同器官进行Realtime-PCR的检测。结果显示RBC基因在雌花中的表达量要明显高于在雄花中的表达量。在叶片中的表达量要大于雌花中的表达量。SAMS基因在这一段时期的雌雄花的发育中的表达没有显著的差别,总的来说在雌花中表达稍高一些,但并没有达到显著水平。SAMS在叶片中的表达,前期明显少于在雌花中的表达,随后表达量逐渐上升,中后期基本于雌花持平。POD1和POD2基因在雄花中的表达要明显高于在雌花中的表达。而且所选取的四种差异显示基因在雌花、雄花和叶片中也都表现出各自的特点和变化趋势。在叶片中,POD1在前期的表达量要大大高于在雌花中的表达量,随后表达量降低,在之后的时期中表达量基本与雌花持平。而POD2的表达量除中期低于雌花外,其余均高于雌花的表达量。
白桦;消减文库;抑制性消减杂技术;差异表达基因
东北林业大学
硕士
遗传学
刘雪梅
2010
中文
S792.153
72
2012-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）