基于rna-seq技术分析小麦矮缩病毒侵染后小麦的基因表达差异

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1、密级:论文编号:中囯农业科学院学位论文基于RNA-Seq技术分析小麦矮缩病毒侵染后小麦的基因表达差异AnalysisofGeneExpressionChangesinWheatLeavesinResponsetoWDVInfectionUsingRNA-Seq硕士研究生：王亮指导教师：刘艳副研宄员申清学位类别：农学硕士专业：植物病理学研究方向：分子植物病理学培养单位：植物保护研究所研究生院2015年5月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：1I时间：2〇冰年太月>7曰关于论文使用授权的声明本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方

3、式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生签名时间：>丨夕年女月曰中国农业科学院硕士学位论文评阅人、答辩委员会签名表论文题目基于RNA-Seq技术分析小麦矮缩病毒侵染后小麦的基因表达差异论文作者王亮专业植物病理学

4、研究方向分子植物病理学指导教师刘艳培养单位（研究所）植物保护研究所硕（博）姓名职称单位专业签名导师评阅人答辩主席硕导口盲评博导口硕导口博导口研究员硕导口中国科学院微生物研方荣祥微生物学院士博导V究所硕导口生物化学与李毅教授北京大学博导V分子生物学硕导口中国农业科学院植物周雪

5、平教授植物病理学博导V保护研究所答硕导口范在丰教授中国农业大学植物病理学博导V辩硕导口韩成贵教授中国农业大学植物病理学博导V委硕导口博导口员硕导口博导口硕导口会议记录（秘书）李莉论文答辩时间地点2015年5月17日，中国农业科学院植物保护研究所Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesDissertationAnalysisofGeneExpressionChangesinWheatLeavesinResponsetoWDVInfectionUs

6、ingRNA-SeqM.S.Candidate：WangLiangSupervisor：AssociateProf.LiuYanMajor：PlantPathologySpecialty:MolecularPlantPathologyMay2015摘要由小麦矮缩病毒（Wheatdwarfvirus,WDV）引起、介体异沙叶蝉(PsammotettixstriatusL.)传播的小麦矮缩病是麦类作物生产上一类重要的双生病毒病害，其危害日益严重，然而目前关于该病毒致病的分子机理尚无深入研究。本研究利用

7、RNA-Seq测序技术对WDV侵染下小麦在RNA水平上的基因表达变化情况进行分析，筛选与病毒症状诱导以及植物抗病相关的差异表达基因，利用qPCR方法对选择的差异表达基因进行验证，还对WDV诱导的寄主miRNA表达差异做以分析。通过在转录组水平上对WDV与小麦互作的动态特性进行分析，阐明了小麦矮缩病症状的形成和发展是一个复杂的过程，为进一步解释病毒致病的分子机制奠定基础。首先，利用RNA-Seq技术对WDV侵染下小麦转录组表达情况进行深度测序，经数据拼接与聚类分析后共获得了77221条unigene

8、s，与健康对照组比较得到了4324个显著差异表达的基因，GO功能注释结果显示差异表达基因主要涉及的生物学过程有衰老、生物刺激反应、基因沉默、植物激素代谢、光合作用、DNA代谢、植物防卫反应等。筛选出与植物激素代谢、光合作用及植物防卫反应等相关的共23个差异表达基因进行qPCR验证。结果表明：受WDV侵染的小麦植株表现严重矮化和分蘖异常等症状，这可能与赤霉素、生长素、油菜素甾醇等合成或运输相关基因的表达变化以及细胞分裂素代谢失调有关；而光合作用相关酶以及叶绿素代谢中某些基因的差异表达，可能导致叶片褪

9、绿黄化症状的发生。抗氧化途径、基因沉默等途径的相关基因的差异表达反映了植物抵抗病毒侵染所启动的防御反应发生情况。总之，WDV的侵染打破了植物体内各种激素之间或多个代谢途径的动态平衡。同时，利用RNA-Seq高通量测序技术分析了WDV侵染下小麦体内miRNA的差异表达情况。对10个显著差异表达的miRNA进行靶基因预测以及GO功能注释。结果表明，这些受到miRNA调控的靶标基因主要是生长素响应因子、微管蛋白折叠辅因子、钾离子转运子、水解酶、细胞色素P450以及一些植物抗病相关蛋白等。