棉花应答盐胁迫和干旱胁迫的基因芯片表达谱和小rna测序数据分析

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1、分类号：单位代码：密级学号：淖，十犬博士学位论文棉花应答盐胁迫和干旱胁迫的基因芯片表达谱和小测序数据分析研究生姚冬霞指导教师苏震教授申请学位门类级别理学博士专业名称生物信息学研究方向棉花功能基组学研究所在学院生物学院二零一五年六月ChinaAgriculturalUniversityPh.D.DissertationTranscriptionalprofileandsmallRNAsequencinganalysisforcottonresponsestosaltstressanddroughtstressAdvisorProf.Zhe

2、nSuPh.D.CandidateDongxiaYaoMajorBioinformaticsJune,2015独创性声明本人声明所呈交的学位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，除了文中己经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和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大学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宄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。学位论文作者签名：脑【时间：年（月裒日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使

3、用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）学位论文作者签名：时间：年月导师签名：右树年摘要棉花是一种重要的经济作物，其中棉纤维是主要的纺织原料，棉籽也是一种重要的油料来源。由于棉花的生长发育和产量受到水分胁迫的严重影响，因此阐明棉花应答水分胁迫机制对于培育抗逆性强的棉花新品种有重

4、要意义。本文釆用基因芯片和小测序对陆地棉和亚洲棉水分胁迫下不同器官的转录组和小进行研宄，以期推动棉花应答水分胁迫机制的研宄，同时为棉花抗逆品种的改良提供候选基因。陆地棉是棉花四大栽培种之一，种植面积达以上本文釆用公司生产的对陆地棉进行表达谱分析，实验材料选取苗期处理后的根系。通过芯片数据分析，共检测到个上调探针组和个下调探针组。同时采用实时荧光定量验证了个相关基因。为了研宄其中包含的生物学过程，对这些变化的基因进行了富集分析、分析以及比较基因组学分析。分析结果表明，一些重要的生物学过程明显富集，如响应水分胁迫的生物学过程、激素代谢途径、

5、信号转导途径等。此外，一些参与非生物胁迫和生物胁迫的重要基因家族如、、家族表达都发生变化，其中挑选了家族的一个基因进行克隆，并转化到拟南芥中，进一步研宄其功能及相应的分子机制。亚洲棉是二倍体棉，虽然栽培面积很少，但是能够在干旱和炎热的环境下生长，有很强的抗胁迫能力，且遗传稳定性高，是很好的育种资源。是真核基因组中普遍存在的调控因子，可在转录水平和转录后水平调节靶基因表达。本论文采用第二代测序技术对亚洲棉干旱胁迫、盐胁迫下根、茎、叶三种器官中的小进行测序，并结合的结果，对及其靶基因的调控模式进行解析。通过对的差异表达分析，共得到个差异其中

6、在处理下共有个差异表达，而处理下则有个差异表达。对这些差异进行靶基因预测，共得到个靶基因，其中个基因有数据库注释结果，这些靶基因包括多种转录因子，如家族基因、家族基因、基因家族、家族基因、转录因子和类超级家族等。通过对与靶基因表达水平的相关性分析发现，水分胁迫下有一部分负调控其祀基因。对祀基因做注释发现，激素应答和防御应答是其中最显著的两个词条。另外还用预测出个新的，并对其前体的二级结构和祀基因进行预测。本论文通过对棉花基因芯片表达谱和小测序数据分析，发现了一系列可能与干旱和盐胁迫应答相关的功能基因和调控，很大程度上丰富了棉花应答水分胁

7、迫的知识，为阐明其调控机制提供参考。关键词：棉花，盐，基因芯片，小测序，AbstractAsanimportanteconomiccrop,cotonproducesessentialsourcefiberfortextilesandseedsforoil.Duetodramaticaleffectsongrowthandyield,elucidationofpossiblemechanismresponsetowaterstressincottonwillbehelpfulforcottonbreedingwithstrongresi

8、stance.Inthisstudy,transcriptomeandsmallRNAanalysisesbasedonhigh-throughputtechniqueswereusedinuplandco