小麥栽培種與野生種的轉(zhuǎn)錄組組裝及差異基因分析

小麥栽培種與野生種的轉(zhuǎn)錄組組裝及差異基因分析普通六倍體小麥(TriticumaestivumL.)是全世界的主要糧食作物之一,硬粒小麥(Triticumdurum)也是西方國家制作通心粉的原材料,國內(nèi)外對小麥屬的進(jìn)化和馴化研究一直高度重視。小麥屬(Triticum)中的一粒、二粒和普通小麥都有野生種和栽培種(或原始栽培種),是研究植物馴化和多倍化難得的材料。小麥屬的馴化對人類歷史的發(fā)展具有重要的意義,研究小麥屬馴化過程中的關(guān)鍵基因,可以使人們深入了解小麥的馴化。本研究對小麥屬的烏拉爾圖小麥(Triticumurartu)、栽培一粒小麥(Triticummonococcum)、野生二粒小麥(Triticumdicoccoides)、硬粒小麥、斯卑爾脫小麥(Triticumspelta)和中國春6個(gè)物種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,通過SNP位點(diǎn)和表達(dá)量方面的差異探索小麥的馴化,結(jié)果如下:(1)以烏拉爾圖小麥為例,評估Trinity無參組裝質(zhì)量。利用blastn軟件對Trinity無參組裝和參考CDS序列進(jìn)行比對。對blastn比對的結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn):無參組裝的結(jié)果中,絕大多數(shù)參考CDS序列可以在結(jié)果中找到相似的序列,但Trinity組裝結(jié)果中還包含大量的和參考CDS序列不具有相似性的序列。(2)通過分析栽培種相對于野生種的SNP位點(diǎn),發(fā)現(xiàn)SNP位點(diǎn)在染色體和亞基因組間存在較大差異,在硬粒小麥中,2B染色體的SNP位點(diǎn)最多,4A染色體的SNP位點(diǎn)最少,B亞基因組SNP位點(diǎn)的數(shù)目多于A亞基因組;在中國春中,1A染色體上的SNP位點(diǎn)最多,6D染色體的SNP位點(diǎn)最少,SNP位點(diǎn)的數(shù)目在B、A、D亞基因組間依次遞減。以2M為單位1M為步長對硬粒小麥SNP位點(diǎn)在各染色體上的具體分布做了統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)在染色體上外顯子區(qū)域SNP位點(diǎn)出現(xiàn)的頻率也具有較大的差異。通過對栽培一粒小麥、硬粒小麥、中國春存在SNP位點(diǎn)基因的功能注釋,發(fā)現(xiàn)注釋到的代謝通路存在很大的交集,分別占各自的65.95%、64.38%、100.00%,說明小麥屬的栽培種中也存在趨同進(jìn)化的現(xiàn)象。中國春和斯卑爾脫小麥間的單核苷酸差異遠(yuǎn)小于栽培一粒小麥和烏拉爾圖小麥、硬粒小麥和野生二粒小麥間的單核苷酸差異。(3)通過檢測中國春、硬粒小麥、栽培一粒小麥與野生種表達(dá)差異基因,栽培一粒小麥相對于烏拉爾圖小麥表達(dá)量差異基因占栽培一粒小麥總基因數(shù)目的1.96%,硬粒小麥相對于野生二粒小麥表達(dá)量差異基因占硬粒小麥總基因數(shù)目的10.4%,中國春中相對于斯卑爾脫小麥表達(dá)量差異基因占中國春總基因數(shù)目的19.8%。在差異基因注釋過