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基于转录组测序技术,分析其对马银花的生物信息有什么影响?前言:杜鹃花是杜鹃花科杜鹃属植物的统称,在中国分布广泛,且自然资

作者:初八没烦恼

基于转录组测序技术,分析其对马银花的生物信息有什么影响?

前言:杜鹃花是杜鹃花科杜鹃属植物的统称,在中国分布广泛,且自然资源丰富。马银花属于该属中的马银花亚属模式植物,花冠1.6~2.3cm,花淡紫色、紫色或粉红色,带有香味,具有园艺观赏性。

马银花在中国东部低山丘陵常有分布,且在部分林分中是优势种,但市场上少有人工栽培,属于未开发的状态,分子方面的信息也十分缺乏。

RNA-Seq技术(转录组测序技术)目前在生物学研究中被广泛地应用,灵敏度高,无需了解物种基因信息,能够直接对任何物种进行转录组分析,反映出组织或细胞中表达的转录本和表达水平。

本研究对马银花花朵样品进行转录组测序,共测了58.48Gb数据,碱基质量值Q20和Q30分别为98%~97.72%和94.38%~93.63%,说明马银花测序质量较高,后续分析结果可靠。

最终共得到72782个单基因簇,总长度为93338612bp,平均长度以及N50分别为1282bp和1951bp,N50长度较平均长度高52.18%,说明组装效果较好。

单基因簇长度在200~300bp之间的数目最多,达11523,GC含量平均为43.88%。

NR数据库是所有数据库注释单基因簇数目最多的,而NT数据库则是最少的。

52409条单基因簇在NR数据库中获得注释,注释的同源序列主要来自猕猴桃科、猕猴桃属的中华猕猴桃,这可能是由于杜鹃花科杜鹃属植物的基础数据较少,导致其转录组单基因簇并未比对到同科属物种中,但是这两个物种同属于杜鹃花目。

从GO功能注释来看,据其功能可分为细胞组分、分子功能和生物进程3大类和43个亚类,生物进程分为18个亚类,包含23291条单基因簇,其中9649条单基因簇参与细胞进程,4244条单基因簇参与代谢进程类。

细胞组分涉及的单基因簇共29545条,包含11个亚类,主要包括细胞膜类、细胞类和细胞器类等,单基因簇的数目分别为12806条、10413条和4551条,分别占这一类总数的43.35%、35.24%和15.4%。

分子功能涉及的单基因簇共46052条,包含14个亚类,其中20568条催化活性类单基因簇参与,数目最多,占这一类总数的44.66%,绑定功能类单基因簇的数目20087条,占这一类总数的43.62%,排名第二。

通过对单基因簇的TF分类统计,可分为58类,含有2081条单基因簇,其中MYB家族含有225条单基因簇,是数量最多的一个家族。

MYB转录因子参与诸多生物功能,广泛参与植物根、茎、叶、花的生长发育,参与生物胁迫或非生物胁迫响应,调控植物激素、色素代谢、次生代谢产物等。

MYB转录因子参与苯丙素类代谢途径,该途径产生的次级产物花青素和类黄酮类物质的合成与MYB类因子相关,对不同花色的花朵进行MYB转录因子的分析,可以发掘马银花花芽发育的相关反式作用因子,解释花色不同的原因。

mTERF家族数量次之,它对线粒体基因功能起着调控作用,在线粒体作用、生物进化、基因诊断与治疗等方面具有研究价值。

单基因簇比对KOG数据库,共有42437条得到注释,分为25类,数量最多的一般功能预测类群含有9284条注释的单基因簇,信号传导机制类群是数量排名第二的类群,含有5315条注释的单基因簇。

从马银花转录组测序数据中,检索到了32261个SSR位点,发生频率达44.33%,重复率最高的基元类型为二核苷酸,占总数的65.40%,其次是三核苷酸,占总数的17.01%。

SSR长度变化范围在12~76bp之间,SSR平均长度是22.15bp。

对马银花花朵进行转录组测序研究,数据组装后共获得72782条单基因簇,N50为1951bp。

N50是评价转录组组装质量的重要指标,该研究的N50长度较大青的1055bp和相思的1446bp大,说明马银花的转录组组装序列质量较高。

结论:

在单基因簇中共检索到32261个SSR位点,发生频率达44.33%,比部分植物的发生频率大,如长梗杜鹃有23.42%,杜鹃有27.24%,楠木更少只有13.97%,可能与植物种类不同有关,也可能是转录组分析或SSR分析方法不同造成的。

重复率最高的基元类型为二核苷酸,占总数的65.40%,与云锦杜鹃和锦锈杜鹃相同。

SSR分子标记在分子生物学方面已广泛应用,该研究获得的数据,可用于开展马银花的遗传多样性分析、杂交种鉴定、保护新品种,提升新品种选育进程。

基于转录组测序技术,分析其对马银花的生物信息有什么影响?前言:杜鹃花是杜鹃花科杜鹃属植物的统称,在中国分布广泛,且自然资
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