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大豆种子发育过程是一个有序的、有选择性的基因表达过程。本研究通过分析从种子灌浆期到成熟和脱水休眠这个连续发育过程的转录组数据来研究大豆种子发育过程中的基因表达动态变化情况。通过RNA-seq方法进行差异表达分析,筛选出不同时期的差异表达基因,结合不同时期基因表达的动态网络,解析大豆种子的发育过程中基因表达规律。 本研究转录组数据下载自NCBI网站,将这批数据比对到最新版本大豆基因组上,在基因组注释的55,589个基因中,我们发现其中有33,248个基因在大豆种子不同时期有表达。这3万多个基因当中绝大部分基因为各时期所共有,以z-score计算的方法总共得到了1,072个各时期特异表达基因,不同时期之间的特异表达基因的数目和功能都有差异。采用邻近时期两两比较的方法对不同时期进行分析,总共找到了9,668个差异表达基因。利用k-means聚类,差异表达基因按照表达模式共分为六个类群(cluster)。我们发现,每个类群都有转录因子被富集,另外,三个类群还富集了与代谢相关的基因。利用加权基因共表达网络构建(WGCNA)方法,我们构建了46个不同的基因共表达模块,其中4个模块与种子发育过程四个阶段高度对应,同时我们也对这四个阶段特异模块各6个候选关键基因(hub genes)进行了挖掘和分析。 综上所述,使用WGCNA方法,我们构建了大豆种子发育不同时期基因表达动态网络,系统、全面、细致、动态地追踪了大豆种子灌浆期、干燥脱水、休眠诱导这三个时期的基因表达水平的变化,鉴定了发育时期基因的共表达模块和候选关键基因。这项研究对揭示大豆种子发育的分子生物学网络提供了研究基础。