岷江百合全长cDNA文库的构建及转录组分析

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岷江百合(Lilium regale)属于百合科(Liliaceae)百合属(Lilium),其原种天然分布于四川岷江流域海拔760-2200m的干旱河谷区。它具有耐寒、耐干旱、耐盐碱、抗病、药用价值高等特点;同时,岷江百合花色丰富,观赏性较强。因此,岷江百合作为百合种质创新的优良亲本有一定的实际价值和意义。本文构建了岷江百合花的cDNA文库,同时开展岷江百合转录组分析的研究,分别进行EST测序和生物信息学分析。为识别和分离百合花药、花色相关基因奠定了基因组学和分子生物学方面的研究基础。该研究获得的主要结果如下:1)以百合花(蕾)为材料,采用SMART技术,构建了岷江百合花高质量全长cDNA文库。原始文库滴度达到1.4×106pfu.ml-1,重组率达95.83%,插入片段分布在1-3kb之间,平均长度大于1kb。结果表明所建文库是完整的、有效的,可用于大规模基因分析和筛选。2)随机挑取192个噬菌斑PCR扩增后进行测序,进行cDNA文库质量的鉴定。共得到184条EST序列,平均长度为496bp。将其中175条高质量序列聚类拼接后得到13条重叠群(Contigs)和144条单一序列(Singletons),冗余度为10.29%。Blast结果表明:66条有同源序列,占所得序列的35.87%;118条无同源序列,占所得序列的64.13%。最终将173条有效序列提交到到GenBank数据库,登录号从GT229409到GT229581。3)以岷江百合的叶片、鳞片、根及盛开花为材料,利用Solexa大规模测序技术,获得73501条一致序列(Consensus-gene),包括1542条重叠簇(clusters)和71958条单一序列(singletons)。使用基于Linux平台的本地化分析平台系统对11802条序列进行了生物学过程、构成细胞的组分,实现的分子功能三个层次的GO注释,获得了百合多层次注释信息。将一致序列(Consensus-gene)和蛋白质直系同源簇(COG)数据库进行比较,预测Consensus-gene可能的功能。把通过比对获得岷江百合有功能描述基因(包括功能确定的及推测功能的)分为24类,即RNA的加工与修饰相关基因,染色质的结构与变化相关基因,能量的生产和转换相关基因,细胞周期控制、细胞分裂、染色体分离相关基因,氨基酸的运输和代谢相关基因,核苷酸的运输和代谢,糖类(碳水化合物)的运输和代谢相关基因,辅酶的运输和代谢相关基因,脂质化合物的运输和代谢相关基因,翻译、核糖体结构和生物合成相关基因,转录相关基因,复制、重组、修复,细胞壁、细胞膜的生物合成相关基因,细胞运动相关基因,翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣相关基因,无机离子的运输和代谢相关基因,次生代谢产物的生物合成相关基因、运输和代谢相关基因,一般功能的预测相关基因,功能未知相关基因,信号转导机制相关基因,细胞内运输、分泌和膜泡运输相关基因,蛋白质被选择性地包装成运输小泡、定向转运到靶细胞器相关基因,防御机制相关基因,核结构和细胞骨架相关基因。
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