利用RNASeq技术研究拟南芥不同组织及高盐胁迫下转录组的动态变化

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1、密级中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSc．ences博士学位论文利用趔△=S!q拉盔班塞拟直莶丕回组织基宜垫胁迫王接丞组的动查变化作者姓名：指导教师：学位类别：学科专业：培养单位：刘蝗噩三爱盎班塞虽生国抖堂瞳遗佳生发直生麴堂硒宜压堡堂熊±生物信息堂生国抖堂瞳遗佳皇发育生物堂班塞所二。一三年五月申请博士学位论文利用IⅢA．Seq技术研究拟南芥不同组织及高盐胁迫下转录组的动态变化研究生：刘修营(2009级)导师：王秀杰(研究员)专业：生物信息学中国科学院遗传与发育生物学研究所二O一三年五月!i璺曼堕曼：垒堕亟S垒!至S坌!里璺墨二R壁!垒!壁亟

2、墅Y塾垒!塾i堡R里卫星!坌Qi!里Q￡Transcriptomein彳，ⅥJ5IZ如s豇珈口砌刀口lranSCrlDtomeln月朋DZ口口矽．SZS肋口缸口刀口ByXiuyingLiuADissertationSubmittedtoTheUniversi锣ofChineseAcademyofSciencesInpartialflll6nmentOftherequirementForthedegreeofDOctOrOfNaturalScienceInstituteofGeneticsandDeVelopmentalBiologyChineseAcademyofScience

3、sMay，2013独创性声明本人郑重声明：所呈交的博士学位论文“型用坠坠：S星g撞苤婴塞拯直莶丕圃组织区直盐胁迫王建丞组鳆动查变丝”，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经加以标注和致谢的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品／研究成果，也不包含为获得任何教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本论文研究做出重要贡献的其他个人和集体均已在论文中以明确方式标明并表示谢意。申请学位的论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切责任。学位论文作者(需亲笔)签名：磁日期：2仍年岁月弓／日摘要利用RNA—Seq技术研究拟南芥不同组织及高盐胁迫下转录组的

4、动态变化在动物基因组中，选择性剪接事件已经得到广泛的研究，已经逐渐成为维持蛋白质功能多样性的重要手段之一。在人类基因组中有大于70％的基因具有选择性剪接转录本，但是在高等植物中对选择性剪接的研究还较少，已发现大约30％左右的基因具有选择性剪接转录本。以往关于植物选择性剪接的研究多针对组织或培养条件单一的样本，缺少不同条件下与组织中的比较，缺少系统深入地对这些选择性剪接转录本如何影响蛋白质的结构、以及下游功能的研究，而且同一基因中不同的转录本之间的表达关系也缺少系统深入地研究。尽管基因芯片技术已经问世很多年，但是由于拟南芥转录组的复杂性和基因芯片技术的限制，选择性剪接调控基因表达

5、的机理的研究仍然是知之甚少。最近已经有越来越多的报道基于第二代测序方法的cDNA测序技术一转录组测序，这提示我们通过计算机生物学的方法对拟南芥全基因组的基因功能和选择性剪接的分析是势在必行的。为了系统地鉴定拟南芥中高盐胁迫的基因和组织差异的基因，我们对拟南芥的根和叶，以及高盐处理条件下的根和叶进行了转录组测序。本论文通过计算生物学的方法，利用IⅢA—Seq技术对拟南芥的根和叶组织，以及高盐处理下的根和叶组织进行测序。根据测序的结果，我们系统地组装了拟南芥的转录组，将所有的转录本分为两类，即来自于差异基因的转录本和来自于非差异基因的转录本。本论文主要系统地研究了选择性剪接对基因表

6、达的调控，鉴定了已经注释的选择性剪接转录本和新产生的选择性剪利用RNA-Seq技术研究拟南芥不同组织及高盐胁迫下转录组的动态变化接转录本，而且我们对新转录本的编码能力也进行研究，预测了选择性剪接转录本对新产生的蛋白质序列以及功能结构域的影响，为了深入地理解选择性剪接的功能，我们对这些转录本的组织差异及高盐胁迫的变化影响的基因所参与的生物过程进行了系统的研究。最后在所研究的样本中系统地分析了差异表达的基因和转录本，以及选择性剪接转录本所参与的表达和调控的网络。本论文从拟南芥转录组全局的角度出发，对拟南芥在不同组织及高盐胁迫下的选择性剪接基因进行了系统地研究，为将来在转录水平研究拟

7、南芥不同组织及高盐胁迫的转录组变化提供了很好的参考，为进一步地理解拟南芥对高盐胁迫的应答机制提供了新的视角。II关键词：拟南芥，选择性剪接，转录组测序，高盐胁迫，组织差异AbsnactTissue-andSaltStress-RelatedDynamicRepertoireofTranscriptomeinArnbidopsiSthQlinn(IAbstractXiuyingLiu(Bioinfomatics)SupervisedbyProfessorXiu-JieWangAhematiVe