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《中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编》2011年
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甘薯转录组序列的从头组装与分析

古英洪  陶向  王海燕  郑文  刘震  张义正  
【摘要】:甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是世界第6大粮食作物,除了食用外,还作为重要的饲料以及淀粉、乙醇等工业原材料。我国是全世界最大的甘薯生产国,然而与其他作物相比,甘薯基因数据资源极少,为甘薯的分子生物学研究带来极大的不便。由于甘薯是异源6倍体植物,基因组测序有较大难度,因此,我们应用Illumina的RNA-Seq技术对不同甘薯组织和发育阶段进行了高通量的转录组测序,获得2,436万对75bp长的reads,共计36.5亿碱基对。首先对reads的3'-端分别进行了长度为5、10、15、20和25个碱基的截短,构建成新的Reads库,由此共有6个Reads库。然后分别采用了3种短序列组装软件(Edena、Velvet和SOAPdenovo)在不同参数条件下对其从头组装成330个Contig库,经过评价,每个软件分别选取了6个Contig库用于CAP3软件的序列重组装。最后对组装的序列进行基因注释和代谢通路分析。研究结果表明:Velvet软件的组装效果明显优于其他2种软件,但是,用3个软件共同组装的效果又明显优于单个软件。组装的Contig序列共有12.8万条(≥100bp),总长度为41.1Mb,平均长度321bp,N50长度509bp,最长contig为5,466bp。约有80%的reads能够map到所拼接的转录组序列,近万条序列具有≥600bp的ORF。BLAST2GO分析结果显示,5.2万条序列在nr数据库中存在相似序列,其中80%的序列相似性≥70%。近4万条序列获得GO注释,其中主要与binding、catalytic activity、cellular process、metabolic process、cell以及organelle相关;注释的6,686个Contigs可定位到147个KEGG通路中。通过对甘薯转录组的从头组装和功能注释,获得了大量重要的转录本信息,如淀粉合成、抗旱、抗盐、病毒和转座子等相关基因。获得的转录组数据可用于甘薯基因克隆、表达谱分析、比较转录组分析等多种用途,而且该转录组数据还可以作为今后甘薯基因组注释的参考序列,为甘薯的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。

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