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基于轉錄組測序技術,分析其對馬銀花的生物資訊有什麼影響?前言:杜鵑花是杜鵑花科杜鵑屬植物的統稱,在中國分布廣泛,且自然資

作者:初八沒煩惱

基于轉錄組測序技術,分析其對馬銀花的生物資訊有什麼影響?

前言:杜鵑花是杜鵑花科杜鵑屬植物的統稱,在中國分布廣泛,且自然資源豐富。馬銀花屬于該屬中的馬銀花亞屬模式植物,花冠1.6~2.3cm,花淡紫色、紫色或粉紅色,帶有香味,具有園藝觀賞性。

馬銀花在中國東部低山丘陵常有分布,且在部分林分中是優勢種,但市場上少有人工栽培,屬于未開發的狀态,分子方面的資訊也十分缺乏。

RNA-Seq技術(轉錄組測序技術)目前在生物學研究中被廣泛地應用,靈敏度高,無需了解物種基因資訊,能夠直接對任何物種進行轉錄組分析,反映出組織或細胞中表達的轉錄本和表達水準。

本研究對馬銀花花朵樣品進行轉錄組測序,共測了58.48Gb資料,堿基品質值Q20和Q30分别為98%~97.72%和94.38%~93.63%,說明馬銀花測序品質較高,後續分析結果可靠。

最終共得到72782個單基因簇,總長度為93338612bp,平均長度以及N50分别為1282bp和1951bp,N50長度較平均長度高52.18%,說明組裝效果較好。

單基因簇長度在200~300bp之間的數目最多,達11523,GC含量平均為43.88%。

NR資料庫是所有資料庫注釋單基因簇數目最多的,而NT資料庫則是最少的。

52409條單基因簇在NR資料庫中獲得注釋,注釋的同源序列主要來自猕猴桃科、猕猴桃屬的中華猕猴桃,這可能是由于杜鵑花科杜鵑屬植物的基礎資料較少,導緻其轉錄組單基因簇并未比對到同科屬物種中,但是這兩個物種同屬于杜鵑花目。

從GO功能注釋來看,據其功能可分為細胞組分、分子功能和生物程序3大類和43個亞類,生物程序分為18個亞類,包含23291條單基因簇,其中9649條單基因簇參與細胞程序,4244條單基因簇參與代謝程序類。

細胞組分涉及的單基因簇共29545條,包含11個亞類,主要包括細胞膜類、細胞類和細胞器類等,單基因簇的數目分别為12806條、10413條和4551條,分别占這一類總數的43.35%、35.24%和15.4%。

分子功能涉及的單基因簇共46052條,包含14個亞類,其中20568條催化活性類單基因簇參與,數目最多,占這一類總數的44.66%,綁定功能類單基因簇的數目20087條,占這一類總數的43.62%,排名第二。

通過對單基因簇的TF分類統計,可分為58類,含有2081條單基因簇,其中MYB家族含有225條單基因簇,是數量最多的一個家族。

MYB轉錄因子參與諸多生物功能,廣泛參與植物根、莖、葉、花的生長發育,參與生物脅迫或非生物脅迫響應,調控植物激素、色素代謝、次生代謝産物等。

MYB轉錄因子參與苯丙素類代謝途徑,該途徑産生的次級産物花青素和類黃酮類物質的合成與MYB類因子相關,對不同花色的花朵進行MYB轉錄因子的分析,可以發掘馬銀花花芽發育的相關反式作用因子,解釋花色不同的原因。

mTERF家族數量次之,它對線粒體基因功能起着調控作用,線上粒體作用、生物進化、基因診斷與治療等方面具有研究價值。

單基因簇比對KOG資料庫,共有42437條得到注釋,分為25類,數量最多的一般功能預測類群含有9284條注釋的單基因簇,信号傳導機制類群是數量排名第二的類群,含有5315條注釋的單基因簇。

從馬銀花轉錄組測序資料中,檢索到了32261個SSR位點,發生頻率達44.33%,重複率最高的基元類型為二核苷酸,占總數的65.40%,其次是三核苷酸,占總數的17.01%。

SSR長度變化範圍在12~76bp之間,SSR平均長度是22.15bp。

對馬銀花花朵進行轉錄組測序研究,資料組裝後共獲得72782條單基因簇,N50為1951bp。

N50是評價轉錄組組裝品質的重要名額,該研究的N50長度較大青的1055bp和相思的1446bp大,說明馬銀花的轉錄組組裝序列品質較高。

結論:

在單基因簇中共檢索到32261個SSR位點,發生頻率達44.33%,比部分植物的發生頻率大,如長梗杜鵑有23.42%,杜鵑有27.24%,楠木更少隻有13.97%,可能與植物種類不同有關,也可能是轉錄組分析或SSR分析方法不同造成的。

重複率最高的基元類型為二核苷酸,占總數的65.40%,與雲錦杜鵑和錦鏽杜鵑相同。

SSR分子标記在分子生物學方面已廣泛應用,該研究獲得的資料,可用于開展馬銀花的遺傳多樣性分析、雜交種鑒定、保護新品種,提升新品種選育程序。

基于轉錄組測序技術,分析其對馬銀花的生物資訊有什麼影響?前言:杜鵑花是杜鵑花科杜鵑屬植物的統稱,在中國分布廣泛,且自然資
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