水稻响应镉胁迫相关转座子鉴定
时间:2018-07-17 21:20 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要：转座子是植物基因组的重要组成部分，影响着基因组的大小、组成、稳定、基因的表达与调控等众多方面。随着新一代测序技术和生物信息技术的发展，转座子的种类、数量和功能被鉴定，人们对转座子的认识越来越深入。尽管转座子的起源和存在意义一直备受争议，甚至有被称为是自私的DNA,但越来越多证据表明转座子可以创造新的基因，还能调节基因表达模式，尤其是在表观遗传调节方面等。本课题采用生物信息学方法，研究转座子在镉胁迫下对基因组的影响方式。研究思路是通过比较在镉胁迫和无该胁迫条件下，水稻转录组中基因表达的差异，鉴定出水稻中对此有所响应的转座子，及附近可能受这些转座子调控的基因。该研究方法新颖、思路明晰，可以在转录组水平上大尺度地发掘与水稻响应镉胁迫相关的转座子和功能基因，能快速筛选出潜在的目标基因以用于后续生物学基础功能的研究。25797 毕业论文关键词：转座子；水稻转录组；镉胁迫 Identification of Rice Transposable Elements in Response to Cadmium Stress Abstract：Transposable elements (TEs or transposons) are important components in plant genomes, affecting the size of the genome, composition, stability, gene expression and regulation and many other aspects. With the development of next-generation sequencing technology and bioinformatics technology, TEs are identified on a large scale and people's understanding of transposon is more and more in-depth. Although the origin and presence of transposons have been controversial and even known as selfish DNA, there is growing evidence that transposons can create new genes and regulate gene expression, especially in Epigenetic regulation and so on. In this study, bioinformatics methods were used to study the effect of transposon on the genome under environmental stress. The study was conducted by comparing the differences in gene expression in rice transcripts under cadmium stress and no stress, identifying transposons in rice that responded to them, and genes that may be regulated by these transposons. The method is novel and has a clear idea that the transposon and functional genes related to cadmium stress in rice can be detected on large scale at the transcriptome level, which has the potential to do the biological function research. Key words: Transposable Elements (TEs or transposons)；Rice Transcriptome；Cadmium Stress 目 录 摘要1 关键词1 Abstract1 Key words1 引言1 1材料与方法6 1.1 实验材料 6 1.2 水稻培养 6 1.3 处理6 1.4 RNA-seq6 1.5 测序结果数据处理 6 1.5.1 构建差异表达数据库6 1.5.2 分析差异表达的转座子6 2 结果与分析7 2.1 水稻表型7 2.2 RNA-seq数据分析7 2.2.1转座子的差异表达相关分析7 2.2.2差异表达转座子的染色体定位与亚类分析8 2.2.3附近差异表达基因相关分析10 3 讨论10 致谢12 参考文献12 水稻响应镉胁迫相关转座子鉴定 引言 水稻(Oryza sativa )因其相对小的基因组、高密度的遗传和物理图谱、相对容易的遗传转化和与其它禾谷类具有共线性关系等特点，已成为单子叶植物的模式植物之一[1]。此外，水稻是最重要粮食作物之一,也是世界1/2以上人口的主食,与其相关的遗传学和分子生物学研究一直倍受研究者的重视。而产量是水稻研究中极为重要的一个方面，研究非生物胁迫对水稻产量产生的影响将有利于作物改良。 重金属胁迫是重要的一类非生物胁迫，其中镉是一种对植物生长发育有毒害作用的重金属元素，土壤中的镉易经植物的根吸收运送到地上部分。作物中镉元素含量过量会影响作物产量，尤是可食用部分镉富集时更会危害人类健康。研究表明，水稻可以通过多种途径响应镉胁迫，对镉的毒害有一定的抵御能力。镉在根系被吸收，然后通过木质部运送至地上部，最后可以分布到稻谷中。在Cd2+的吸收转运过程中，生物体有一定的防御措施，首先，耐镉品种根部的细胞壁可以吸附大部分Cd2+，这是水稻在短时间和低浓度镉胁迫下的重要防护方式[2]；第二，多种转运蛋白通过将Cd2+排出胞外或运送至液泡来达到解毒、隔离的效果[3]，胞质中的非蛋白羟基类分子有一定解毒效果，如谷胱甘肽(GSH)能在谷胱甘肽Ｓ转移酶(GST)的催化下螯合Cd2+，使其失活[4]；最后，当镉胁迫造成细胞伤害时，胞内的抗氧化系统和热激蛋白等会被激活，通过清除活性氧[5]、降解或修复受损蛋白[6]等方式来降低镉毒害。 (责任编辑：qin) |