蓝光诱导海带幼孢子体转录谱变化的研究

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1、ByDengYhnyanADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversi略ofChineseAcademyofSciencesInpartialfulnllmentofthe№quirementForthedegreeofDoctorofScienceInstituteofoceanology；ChineseAcademyofScienceMay'2013原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究

2、作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任人由本人承担。敝储张傅莛嘞枷一2≥学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院海洋研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意海洋研究所保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院海洋研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。(保密论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签字：彳彰簇毳日期：必侈。工．似新签字牧L蜮L日期：湘{3／f㈨致谢时光荏苒，三年的时光匆匆而过。攻读博士学位是人

3、生的一笔财富，更是一种历炼，伴随着各种复杂的心情，而其中不变的是师长的关怀和亲人、朋友们的鼓励，在此只希望以下菲薄的文字能浅浅地表达我内心一片感激之情。首先感谢导师段德麟研究员三年来的精心培养和悉心指导，能够师从段老师攻读博士学位，我深感幸运。老师严谨的治学态度和忘我的工作热情是我一生学习的榜样。三年来我在科研上的点滴进步都凝聚着老师的心血，在此谨向恩师表示最诚挚的感谢!感谢中国海洋大学汤晓荣老师在工作和生活中无私帮助和真诚关怀，特别在我实验受挫迷茫困难的日子里老师是给予了极大的鼓励和开导，使我倍感温暖。感谢实验室王秀良、胡自民、姚建亭、刘吉东老师在实验上的指导；感谢实验

4、室于深辉、张海宁、刘福利、邵展茹、李伟、李晶晶、李秋莹、郭辉、张杰、等同学在实验和生活的大力支持和无私帮助；感谢生物中心李冰博士和开放室肖琳博士、赵进博士、刘格硕士对实验的建议和帮助。感谢我的父母和亲人多年来对我的支持、鼓励和包容，是他们给予了我不断前行进取的勇气和信心，使学业得以顺利完成，在此表达我深挚的爱意。本论文的研究工作得到国家自然科学基金(40976085)的资助，特此致谢。摘要蓝光诱导海带幼孢子体转录谱变化的研究植物生长发育受光的调控。海洋环境中，许多不等鞭毛藻类利用蓝光调节自身生长发育，其对蓝光的应答具有独特的响应机制。Aureochrome(AUREO)是

5、不等鞭毛藻类特有的蓝光受体之一，开展蓝光诱导海带响应基因的筛选和应答通路的解析不仅具有理论意义，也为海带生长发育的应用提供了重要参数。本文以黑暗和蓝光处理的海带幼孢子体为实验材料，结合高通量测序构建转录组文库，分析蓝光诱导的海带幼孢子体转录谱基因表达变化。通过对构建的海带幼孢子体cDNA文库进行RNA．Seq测序共获得非冗余unigenes70497条，平均长度538bp，通过同源比对获得25924条unigenes(36．6％)注释信息。在表达水平标准化基础上进行差异表达分析，发现在黑暗和蓝光条件下有11660条unigenes(16．5％)差异表达，包括7808条上调

6、unigenes和3852条下调unigenes，推断蓝光诱导后海带幼孢子体转录组基因表达发生了较大变化。差异表达unigenes主要参与了海带的基础代谢、转录调控、蛋白质合成、酶活性调节等。通过筛选获得43条蓝光受体同源unigenes，其中28条受蓝光诱导后表达量显著上调；获得34条海带特异性蓝光响应unigenes，KEGGpathway分析其主要与生物节律、黄酮合成、光复活和光形态建成相关。在转录组数据基础上，采用同源克隆配合RACE．PCR方法获得海带AUREO蓝光受体(．驯U：翘D)基因全序列，基因全长1013bp，5’非翻译区为23bp，3’非翻译区为378

7、bp，开放阅读框为612bp，编码203个氨基酸的蛋白。sjAuREO蛋白序列有一个N端亮氨酸拉链结构域(bzIPdomain)和一个C端对光、氧气、压力敏感的结构域(LOVdomain)，与己报道的其它11条AUREO同源序列相似度为40％～92％。同源比对表明S；AUI也O与褐藻水云(&幻c口印淞J玎记甜fos螂)的AURE04‘亲缘关系最近。通过对不同生长时期海带幼孢子体qPCR检测，发现．S谢U'咫D在一个月海带幼孢子体中表达量最大，据此推测SiAUREO可能参与了海带幼孢子体早期光形态建成。构建原核表达体系EcD，f