论文部分内容阅读
人参(Panax ginseng C.A.Meyer)属于五加科(Araliaceae)人参属(Panax L.)多年生草本植物,其主要有效成分是人参皂苷。人参皂苷在不同组织器官中,含量和组成有很大差异。目前,对人参转录组全面深入的研究报道较少,而将SSR分子标记应用在人参转录组功能基因挖掘上的报道更少。利用SSR分子标记分析和研究人参转录组功能基因将为人参皂苷合成机理、道地性成因、品质鉴定、品种选育等提供必要的资源。本研究采用高通量测序技术对吉林人参的41个农家品种的转录组进行测序,对获得的2,536,423条Unigenes中含有SSR位点的功能基因进行分离,并对含有SSR位点的功能基因GO注释、KEGG代谢途径及表达量等进行系统的分析。主要结论如下:1.对41个农家品种的Unigenes进行SSR位点和含有SSR位点基因的筛选,共含有1,435,688个SSR位点和895,866条含有SSR位点基因序列,建立了41个农家品种SSR分子标记基因数据库,为品种鉴定、优良品种选育、基因定位与克隆提供了资源。2.吉林人参每个农家品种中均是二核苷酸重复型的SSR数量最多,出现的频率最高,其次是三核苷酸重复型的SSR数量,第三是四核苷酸重复型的SSR数量,第四是五核苷酸重复型的SSR数量,4种基序长度之间所占百分比相差非常大,各个基序长度的SSR数量也不相同。分析吉林人参41个农家品种SSR位点在基因序列中的分布情况,得到SSR分子标记普遍存在于开放阅读框内。3.将S1农家品种中所有SSR位点基因序列在生物学过程、分子功能及细胞组分这三大方面进行注释分类,在分析中表明同一条SSR序列能够参与一个或多个生物体内功能,得到SSR基因序列具有多功能性,并建立了功能信息库。S1农家品种中SSR基因序列KEGG代谢途径注释显示共有4,543条SSR序列成功的注释上493个EC,共参与了130个代谢通路。有56个SSR基因序列被注释到萜类化合物生物合成途径中。说明S1中SSR序列广泛存在于各类代谢途径中,并且调控着多种次生代谢。4.得到吉林人参41个农家品种中特异性表达的包含SSR位点的功能基因5,797条,为从表达量方面研究生物遗传变异的分子机理奠定了基础。通过分析S1农家品种亚组分Network和Heat Map,获得了大量的基因功能互作信息。5.41个农家品种合成萜类化合物的总SSR基因序列的系统进化树分析得出了亲缘关系最近的SSR序列可能编码同一途径中的同一关键节点。通过分析单萜类、二萜类和倍半萜和三萜类生物合成总SSR基因序列Network和Heat Map,均显示了该途径中含有的SSR基因序列表达量之间的互作关系。6.41个农家品种中含有SSR位点多态性基因共得到3条,且3条多态性基因的功能均与细胞色素B5的合成直接相关,通过分析证明3条基因有着功能关系,存在着多态性。