玉米籽粒基因對共表達模式的動態(tài)關聯(lián)分析.pdf

1、類胡蘿卜素和脂肪酸含量是受到多個基因位點調控的數(shù)量性狀，這些基因之間相互作用又形成復雜的基因調控網(wǎng)絡，控制細胞中各種生物學反應的進行，剖析這些營養(yǎng)成分合成及累積的調控機制對改善玉米品質有著重要意義。高通量測序技術的發(fā)展產生大規(guī)模的組學數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)使得構建基因調控網(wǎng)絡成為可能。本研究基于368份玉米自交系授粉后15天的籽粒中28679基因表達量數(shù)據(jù)，創(chuàng)新性的利用基因對共表達模式的LA分析這一在酵母和人類中發(fā)展出來的新方法，在全基因組范圍

2、內挖掘基因對共表達模式的動態(tài)關聯(lián)，探索代謝途徑中基因轉錄調控關系，進一步鑒定類胡蘿卜素代謝途徑中上下游基因的調控關系，以及全基因組范圍內挖掘調控油份代謝途徑的基因，從而深入解析調控籽粒營養(yǎng)物質合成和累積的分子機制。主要研究結果如下:
　　1、全基因組LA分析共檢測了1.10E12個三基因組合的共表達模式。對LA值最大的前1000個共表達基因對(LA pairs，LAP)進行分析發(fā)現(xiàn)，686個LAPs的共表達模式受到第三個基因(LA

3、-scouting gene)的調控。隨后按照調控基因(LA-scouting gene)出現(xiàn)的頻率進行排序，在正負兩種調控方式中，各鑒定了830個正向LA-scouting熱點基因和215個負向LA-scouting熱點基因。GO富集分析發(fā)現(xiàn)大多數(shù)正向LA-scouting基因顯著富集在生物學代謝途徑中。2、類胡蘿卜素代謝途徑中上下游基因的LA分析發(fā)現(xiàn)，基因crtRB1，lcyE, lcyB，ZEP1和VDE在α-胡蘿卜素合成分支和β

4、-胡蘿卜素合成分支中起到重要的調控作用。
　　3、26個含油關聯(lián)基因的全基因組LA分析，發(fā)現(xiàn)23個基因表達量與含油量的相關性受到580個調控基因的影響。對580個調控基因進行功能注釋，發(fā)現(xiàn)5％的基因參與油脂代謝途徑，35％的基因是編碼參與非油脂代謝途徑中的功能蛋白，約30％的基因編碼逆境響應因子或轉錄因子或信號分子，還有30％的基因功能未知。
　　通過對胡蘿卜素和油份合成代謝兩個途徑的分析，證明全基因組動態(tài)關聯(lián)分析在來剖析轉