大白菜春化種子轉(zhuǎn)錄組和DNA甲基化分析

大白菜春化種子轉(zhuǎn)錄組和DNA甲基化分析開花是植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段過渡到生殖生長(zhǎng)階段這個(gè)蛻變過程的重要標(biāo)志,春化作用是影響植物開花的主導(dǎo)因素之一。植物春化主要包括兩種類型,即綠體感知春化型和種子感知春化型,大白菜是典型的種子春化型蔬菜作物。本實(shí)驗(yàn)以大白菜DH系’FT’種子為試材,設(shè)置春化處理組(Ver)與非春化處理組(Nor),利用第二代測(cè)序平臺(tái)(Illumina)分別對(duì)以上處理材料的轉(zhuǎn)錄組及全基因組DNA甲基化進(jìn)行深度測(cè)序,以期為大白菜種子春化機(jī)理的研究提供有益素材。主要研究結(jié)果如下:1.通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果可知共得到3379個(gè)差異顯著的表達(dá)基因(FDR≤0.001且|log2Ratio|≥2),其中春化種子中下調(diào)基因2363個(gè),上調(diào)基因1016個(gè)。將差異表達(dá)基因在GO和KEGGPathway數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行富集,共有2670個(gè)差異基因至少富集到一條GO條目,其中有7個(gè)GO條目與春化開花相關(guān);在KEGGPathway途徑中,共有1857個(gè)差異表達(dá)基因富集到240條代謝通路,其中40條為顯著富集的途徑,主要包括代謝途徑,植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等。2.在差異表達(dá)基因中,共檢測(cè)到17個(gè)已知的開花調(diào)控基因,其中包括4個(gè)FLC基因家族成員(Bra006051、Bra009055、Bra028599、Bra022771)和2個(gè)VIN3基因家族成員(Bra006824、Bra010317)。FLC和VIN3分別是植物春化調(diào)控基因網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)調(diào)控因子和正調(diào)控因子,在本實(shí)驗(yàn)中春化導(dǎo)致種子中FLC的表達(dá)受到抑制而VIN3的表達(dá)量顯著增加。3.經(jīng)全基因組DNA甲基化測(cè)序,共得到1314個(gè)甲基化水平發(fā)生變化的基因,其中春化導(dǎo)致734個(gè)基因甲基化水平提高,580個(gè)基因甲基化水平下降。4.將轉(zhuǎn)錄組和基因組甲基化差異基因進(jìn)行結(jié)合分析,共有106個(gè)重復(fù)基因,其中有56個(gè)基因的表達(dá)水平與甲基化程度表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的特點(diǎn)。在這56個(gè)關(guān)聯(lián)基因中(其中有8個(gè)基因功能未知),46個(gè)基因在春化后表現(xiàn)為甲基化水平提高,轉(zhuǎn)錄水平下降,10個(gè)基因甲基化水平減少且轉(zhuǎn)錄水平提高。主要包括5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子,1個(gè)熱激蛋白等。5.隨機(jī)選取18個(gè)基因(10個(gè)春化開花相關(guān)基因,8個(gè)基因在重