论文摘要
以烤烟品种K326为材料,构建了烟草叶面腺毛的全长cDNA文库,经测序和生物信息学分析后将功能基因点制成表达谱芯片,并以此为基础研究了不同生态区烟草腺毛的基因表达(谱)的差异,主要结果如下:1.所构建文库滴度为1.01×106 pfu/ mL,重组率为99.5 %。随机选择24个阳性克隆进行插入片段测序,结果表明:插入片段长度在500～1000bp之间,将测得的序列进行Unigene归并和序列全长分析,得到了23条Unigene ,21条序列有相关同源信息,其中14条为全长,完整性比率达到66.7%。2.随机挑选克隆测序得到的5139条有效序列,其中,插入序列长度在500bp以上的比例为89.80%,全长分析表明:全长比例66.9%,经归并后得到2830条Unigene,其中有GO术语注释的序列共1781条,注释比率为62.93%。将生物过程大致分为十类,功能未知的基因占到基因总数的46%,在所有10类中所占的比例最高。其次是与核酸/蛋白合成过程相关基因(16%)、参与代谢过程基因(17%)、参与运输过程基因(7%)、胁迫响应过程基因(4%)、调节过程基因(3%)、发育过程相关基因(3%)和信号传导过程基因(3%)。此外,还有大约1%的基因在目前数据库中没有同源信息,推测可能是新基因。3.芯片共发现有效差异表达的基因445个,其中在河南栽培品种中表达量上升的有239个,在福建栽培品种中表达量上升的有206个。分析差异基因的分子的功能后发现,与碳代谢过程相关的基因在福建烟区高表达,与叶绿体发育、光合作用、类萜代谢途径相关的基因在河南烟区中高表达。此外,在两生态区烟草腺毛中均发现有相当数量的特异表达的抗逆和防御蛋白,可能与各自所处的特殊环境有关。本试验还检测到9个新基因,这些差异表达可能与烟叶香气风格的形成相关。
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致谢摘要1. 文献综述1.1 烟草腺毛研究进展1.1.1 烟草腺毛的形态学研究1.1.2 烟草腺毛分泌物1.1.3 腺毛分泌物与烟草香气的关系1.1.4 腺毛的发育和分泌规律1.1.5 生态条件对腺毛发育和分泌的影响1.2 植物功能基因组学研究进展1.2.1 全长cDNA 与全长cDNA 文库的构建1.2.1.1 普通cDNA 文库1.2.1.2 差减cDNA 文库1.2.1.3 均一化cDNA 文库1.2.1.4 全长cDNA 文库1.2.1.5 全长cDNA 文库的构建方法和原理1.2.2 EST 技术研究进展1.2.2.1 EST 的概念1.2.2.2 EST 的应用1.2.2.3 重要农作物 EST 研究进展1.2.3 基因芯片技术研究进展1.2.3.1 基因芯片的原理和类型1.2.3.2 表达谱基因芯片的原理和过程1.2.3.3 表达谱芯片在烟草功能基因组学研究中的应用1.2.4 生物信息学研究进展1.2.4.1 生物信息学产生背景1.2.4.2 生物信息学概念1.2.4.3 生物信息学研究内容1.2.4.4 生物信息学的应用1.3 植物腺毛的分子生物学研究进展2 引言3 材料与方法3.1 烟草腺毛全长cDNA 文库的构建3.1.1 试验设计3.1.2 试验方法3.1.2.1 腺毛总 RNA 提取3.1.2.2 腺毛双链cDNA 合成3.1.2.3 双链cDNA 的酶切及分级分离3.1.2.4 双链cDNA 与pBluescript ⅡSK 载体连接3.1.2.5 重组质粒的转化3.1.2.6 文库质量评价3.2 烟草腺毛全长cDNA 克隆测序和序列的初步分析3.2.1 实验设计3.2.2 实验方法3.3 烟草腺毛基因表达谱芯片的制备及基因表达谱研究3.3.1 试验设计3.3.2 试验方法3.3.2.1 目的基因（质粒）PCR 扩增3.3.2.2 电泳和 PCR 产物的纯化3.3.2.3 点样及点样后处理3.3.2.4 总 RNA 的提取和探针的制备3.3.2.5 杂交及洗涤3.3.2.6 检测与分析3.3.2.7 生物信息学分析4 结果与分析4.1 烟草腺毛全长cDNA 文库的构建4.1.1 腺毛总 RNA 提取4.1.2 腺毛双链cDNA 合成4.1.3 腺毛双链cDNA 的酶切及分级分离4.1.4 双链cDNA 与载体连接、重组质粒的转化以及文库质量评价4.2 烟草腺毛全长cDNA 克隆测序和序列的初步分析4.2.1 全长cDNA 文库测序4.2.2 cDNA 文库全长比例分析4.2.3 cDNA 文库测得序列的重复性分析4.2.4 烟草腺毛 EST 数据的分析和 GO 注释4.3 不同生态区烟草腺毛基因表达研究4.3.1 烟草腺毛基因表达谱芯片的制备4.3.2 芯片数据分析4.3.3 差异基因的功能分析4.3.3.1 生态因素对烟叶叶绿体发育的影响4.3.3.2 生态因素对烟草腺毛碳代谢的影响4.3.3.3 生态因素对烟草次生代谢的影响4.3.3.4 生态因素对烟草腺毛防御代谢的影响5. 结论与讨论5.1 烟草腺毛全长cDNA 文库的构建5.2 cDNA 文库测序和序列的初步分析5.3 不同生态区烟草腺毛基因表达谱的差异6 展望参考文献英文摘要附录
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