水稻胚乳特異性表達(dá)基因的鑒別及應(yīng)用性探索.pdf

1、該論文研究對(duì)象為水稻胚乳文庫及其生物信息數(shù)據(jù)庫和從嘉興市農(nóng)科院及四川省農(nóng)科院生物技術(shù)核技術(shù)研究所采集的966個(gè)不同水稻品種胚乳總RNA.為探索水稻胚乳中特異表達(dá)基因,我們將水稻胚乳EST經(jīng)BLASTN比對(duì)分析,獲576個(gè)有功能注釋的基因.統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,貯藏蛋白以及相應(yīng)的核糖體蛋白,起始因子,延伸因子以及轉(zhuǎn)錄因子等基因高豐度表達(dá).為進(jìn)一步確認(rèn)這些胚乳特異表達(dá)基因,我們將來自水稻胚乳文庫的2013個(gè)TUT制作cDNA陣列,以水稻花期和花后1

2、0-15天的胚乳,胚,穗,葉片,莖節(jié)間等總RNA為探針與其雜交.利用貝葉氏T檢驗(yàn),對(duì)這些基因的表達(dá)譜進(jìn)行分析,檢測胚乳與其他水稻組織的差異表達(dá)基因,以期揭示灌漿期胚乳特異表達(dá)基因.設(shè)定Bayesian p-value為0.05對(duì)所有探針雜交結(jié)果進(jìn)行差異分析,檢測到230個(gè)TUT具有顯著差異,其中129個(gè)基因在胚乳中明顯下調(diào)表達(dá).101個(gè)TUT在胚乳中高表達(dá),包括75個(gè)具有功能注釋.這些基因大部分編碼或者參與編碼貯藏蛋白和淀粉.29個(gè)TU

3、T編碼貯藏蛋白,4個(gè)TUT參與淀粉合成.而貯藏蛋白主要包括谷蛋白,醇溶谷蛋白和過敏性蛋白等;淀粉合成包括直鏈淀粉和支鏈淀粉的合成.為檢測不同水稻樣本中Wx基因表達(dá)差異,我們將966個(gè)水稻品種總RNA制作微陣列,以Wx基因?yàn)樘结?進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明該基因表達(dá)豐度在總體上與水稻胚乳AC呈正相關(guān).對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)錄本RNA微陣列的雜交結(jié)果經(jīng)貝葉氏T檢驗(yàn)分析表達(dá)差異顯著性,發(fā)現(xiàn)fold與AC之間呈正相關(guān),該值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處,的水稻品種米質(zhì)較好.另外發(fā)現(xiàn)

4、非成熟轉(zhuǎn)錄本也存在于AC較高的水稻品種(AC大于20％)中.利用RNA微陣列對(duì)水稻胚乳貯藏蛋白,淀粉合成相關(guān)的基因,脂類基因等19個(gè)基因進(jìn)行表達(dá)譜分析,發(fā)現(xiàn)H105D02是GluB組基因或者GluA-1和GluA-2基因,H063F03是GluA組中與GluA-3表達(dá)一致的基因.對(duì)未知基因H098F12和H051G06與其他10個(gè)已知基因的聚類,發(fā)現(xiàn)H098F12與過敏性蛋白(克隆ID:H097G05)具有相似的表達(dá)調(diào)控機(jī)制.而H051

5、G06與10 kDa油體蛋白(克隆ID:H129F01)表達(dá)模式最相近,其次為可溶性淀粉合成酶Ⅱ-3(克隆ID:H144A06)和13kDa醇溶谷蚩白(克隆ID:H110F01),該未知基因與胚乳貯藏物質(zhì)基因共調(diào)控表達(dá),而且Northern印跡實(shí)驗(yàn)證實(shí)其在胚乳中特異表達(dá),推測H051G06可能參與胚乳貯藏物質(zhì)的積累.制作RNA微陣列的966個(gè)水稻品種多為育種材料,如在嘉興早稻雜交一代的ZRF6樣本中,醇溶谷蛋白,谷蛋白以及參與淀粉合成的