全基因组鉴定和功能预测毛果杨新型干旱相关

                          

期刊:JournalofExperimentalBotanyIF:5.5

      研究目的

毛果杨中调控RNA的研究还仅限于miRNA,长链非编码RNA(ncRNA)依旧比较缺失。本文通过高通量测序技术测得转录组数据,研究了与干旱胁迫响应相关的lincRNA(longintergenicncRNAs),并通过RT-qPCR进行了验证。

      研究材料    

5cm高的组培苗移栽在装满壤土的土壤里,在三个月后,苗高约45cm时,进行干旱处理(土壤相对湿度20-25%)和对照组(土壤相对湿度70-75%)

在三株植物体上取相同部位的3片成熟叶片,放入液氮中速冻。CTAB法提取RNA。

      生理指标    

光合作用速率、气孔电导率和蒸腾速率使用Li-光合作用速率(Li-Cor)检测

      测序策略    

illumina测序:Hiseq

      研究结果          

1这样本处理后的生理特点

干旱处理的叶片水势比对照组显著降低;干旱处理组的叶片光合作用速率、蒸腾作用强度及叶片气孔的电导率均显著降低,这说明干旱处理植株与对照组的基因表达(包括lincRNA)可能有显著的差异。

图1图中显示的是干旱处理与对照处理两种不同条件。A图是叶片水势的差异,B图是光合作用速率,C图是蒸腾作用强度,D图是气孔电导率。干旱处理和对照组的结果均经过t检验,**表示P<0.。

      

2测序结果和基因间转录本的预测

    

测序获得2.69亿的cleanreads,测序深度为57.3X。其中85%的reads可以比对到毛果杨基因组中已知的基因上,比对不上的15%的reads用于分析新的基因间转录本单元(novelintergenictranscriptunits)。

      

3确认候选lincRNA

    

测序结果通过建立的筛选途径(图2),最终确定了种假定lincRNA。就非编码潜能而言,发现含有较多外显子的lincRNA要高于含有少量外显子的lincRNA。lincRNA的序列长度在-bp之间,其中-bp之间的占到了80%以上,其中分布最密集的是在-bp之间(图3)。

      

4miRNA与lincRNA互作

    

发现了30个靶标lincRNA的miRNA,以及20个miRNA靶标lincRNA或靶标模拟lincRNA.

      

5确认干旱应答的lincRNA

    

最终确定有种lincRNA与干旱胁迫响应有关,其中8种随机选择的lincRNA进行了RT-qPCR验证,6种在干旱时表达上调,其余2种下调。

图2:lincRNA筛选流程

图3lincRNA的长度分布和scaffold中lincRNA的分布情况

      研究结论    

本文提供了毛果杨lincRNA相关全面分析的范例,使后续lincRNA功能研究有了可能。新鉴定的lincRNA能够通过实验进行验证。而与干旱相关的lincRNA也可以应答其它非生物逆境(如水淹和低温)。

      参考文献    

Genome-wideidentificationandfunctionalpredictionofnovelanddrought-responsivelincRNAsinPopulustrichocarpa.JExpBot.65(17):-83.

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