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紫阳1号茶树新梢cDNA文库构建及EST序列分析

作　者: 李冬花
导　师: 江昌俊
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 茶学
关键词: 茶树 cDNA文库 表达序列标签 功能基因 生物信息学
分类号: S571.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


茶树是雌雄同株,异花授粉植物。茶树无性繁殖系品种多数是花而不实。保存于陕西紫阳县茶叶试验站种质资源圃的茶树种质紫阳1号,自发现以来从未开花结果,是一不开花不结实的野生茶树,具有特殊的开发利用价值,是茶树品种改良的宝贵财富。为了更深入地了解特异茶树种质新梢中表达的基因,并筛选出与育性相关的基因,本研究以不育茶树种质紫阳1号为材料,构建了茶树新梢cDNA文库,并对文库进行了高通量ESTs测序和生物信息学分析。主要研究结果如下:1.构建了茶树新梢cDNA文库以茶树新梢为材料,构建了茶树种质紫阳1号cDNA文库。经鉴定,文库的库容量为1.0×106,重组率为93%,插入片段在0.5~2 kb之间,说明该文库是完整的,有效的。2.分析了茶树EST序列的特征以茶树种质紫阳1号cDNA文库为材料,随机选取859个阳性克隆进行测序,获得有用序列733个,测序成功率为85.33%。去除空载体、重复及片段小于150 bp的短序列后,得到594个有效EST序列,其长度主要集中在600~1000 bp,平均长度为846 bp。利用DNAStar软件对高质量的594条序列进行拼接,得到299个独立转录本,包括98个重叠群和201个单拷贝。3.登录了299条EST序列在GenBank数据库中登录了299条EST序列,Genbank Accession分别为GD254694~GD254794、GH159032~GH159105及GO254954~GO255077。4.初步分析了所获得基因的功能BlastX数据库检索比对结果表明:224个为已知功能基因或具推测功能的基因;36个为未知功能基因;39个为新的表达基因。根据参与的代谢与功能,把有功能描述的224个基因分为12类,即初级代谢相关基因(Primary metabolism),占功能基因总数的31.25%;抗病/防御相关基因(Disease/Defence)占16.96%;蛋白质合成与加工相关基因(Protein synthesis and processing)占12.95%;信号转导相关基因(Signal transduction)占9.38%;基因表达与染色质组织相关基因(Gene expression and chromatin)占9.38%;膜运输相关基因(Membrane transport)占6.25%;次生代谢相关基因(Secondary metabolism)占5.79%;活性氧代谢相关基因(Reactive oxygen)占1.34%;转录相关基因(Transcription)占0.89%;细胞壁结构与代谢相关基因(Cell wall struction and metabolism)占1.79%;细胞分裂周期相关基因(Cell-division cycle)占0.89%;以及功能不明确基因及未分类的基因(Unclear classification and unclassified)占3.13%。氨基酸序列同源性最高的主要来源于葡萄、拟南芥、蓖麻等植物中与代谢和抗性相关的酶和蛋白质。经分析了解到某些酶和蛋白质与咖啡碱、氨基酸等多种有效成分的代谢途径相关,这为今后茶树功能基因分离克隆和功能基因组学研究奠定了基础。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 文献综述  11-25
  1.1 特异茶树种质资源的研究现状  11
  1.2 茶树功能基因克隆的研究进展  11-13
    1.2.1 茶树儿茶素类代谢相关基因克隆  11-12
    1.2.2 茶树咖啡碱合成相关基因克隆  12
    1.2.3 茶叶芳香物质代谢相关基因克隆  12
    1.2.4 茶树抗逆性相关基因克隆  12-13
    1.2.5 茶树基础代谢相关基因克隆  13
  1.3 CDNA 文库的构建方法及研究进展  13-16
    1.3.1 固相构建法  13
    1.3.2 减数cDNA 文库的构建方法  13-14
    1.3.3 杂交cDNA 文库的构建方法  14
    1.3.4 用PCR 技术构建cDNA 文库  14-15
    1.3.5 应用前景  15-16
  1.4 EST 技术及其应用  16-23
    1.4.1 EST 技术简介  16-18
    1.4.2 EST 技术的研究方法  18-21
    1.4.3 EST 技术的应用  21-23
  1.5 本研究的研究内容及技术路线  23-25
    1.5.1 研究内容  23-24
    1.5.2 技术路线  24-25
第二章 茶树种质紫阳1 号CDNA 文库构建  25-34
  2.1 材料与方法  25-30
    2.1.1 实验材料  25
    2.1.2 试剂、仪器及其相关处理  25-26
    2.1.3 实验方法  26-30
  2.2 结果与分析  30-31
    2.2.1 总RNA 的提取鉴定  30-31
    2.2.2 双链cDNA 的合成  31
    2.2.3 cDNA 文库的质量鉴定  31
  2.3 讨论  31-34
    2.3.1 总RNA 的提取  31-32
    2.3.2 构建的cDNA 文库的评价  32
    2.3.3 SMART 技术  32-34
第三章 茶树 ESTs 序列的获得与分析  34-49
  3.1 材料与方法  34-36
    3.1.1 实验材料  34
    3.1.2 试剂及耗材  34
    3.1.3 实验仪器  34-35
    3.1.4 实验方法  35-36
  3.2 结果与分析  36-44
    3.2.1 EST 测序结果分析  36-38
    3.2.2 ESTs 的聚类分析  38
    3.2.3 同源序列比对  38-40
    3.2.4 片段重叠群分析  40-41
    3.2.5 ESTs 的GO 分类  41-44
  3.3 讨论  44-49
    3.3.1 ESTs 序列分析  44
    3.3.2 EST 同源性分析  44-45
    3.3.3 表达基因的丰度特征  45
    3.3.4 主要功能基因的分类  45-47
    3.3.5 可能参与抗逆过程的基因  47-48
    3.3.6 ESTs 的GO 分类  48-49
第四章 结论  49-51
  4.1 构建了特异茶树种质紫阳 1 号新梢 cDNA 文库  49
  4.2 文库测序及 ESTs 分析  49
  4.3 茶树新梢的功能基因  49-50
  4.4 对获得的序列进行了GO 注释  50-51
参考文献  51-56
附表 1 茶树 ESTs 与非冗余蛋白库比对结果  56-66
附表 2 茶树 ESTs 与非冗余核苷酸库比对结果  66-78
致谢  78-79
作者简介  79

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 饮料作物 > 茶
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