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水稻全长cDNA克隆和序列是水稻基因组注释及开展功能基因组研究的重要依据和资源。在本研究中,我们利用Cap Tagging的方法构建了籼稻广陆矮4号五种组织的cDNA文库,并最终获得了10,081条全长cDNA。比较分析发现,7,388条与粳稻日本晴的全长cDNA有同源匹配,而2,693条无同源匹配。有同源匹配的7,388条cDNA中,7,346条cDNA有预测的开放阅读框,而这些序列中,只有2,487条cDNA编码的蛋白序列显示出籼-粳完全一致,而另外的4,859条则由于插入和缺失(Indels)、单核苷酸多态性(SNP)及非同源区序列(Non-homologue sequences,NHS)等的存在而导致了所编码蛋白的差异。这些差异可能是造成这两种亚洲栽培稻亚种不同表型的原因。另外,2,693条与粳稻日本晴的全长cDNA无同源匹配的cDNA中,有1,751条与日本晴的基因组序列有同源匹配。表达分析表明,这部分cDNA在籼稻广陆矮4号和粳稻日本晴中均有表达但表达量不同。64条与粳稻日本晴的基因组序列无同源匹配,但与籼稻93-11的基因组有同源匹配的NCGR-cDNA中,多数在广陆矮4号中特异表达。通过3个籼稻品种和5个粳稻品种的基因组PCR验证表明部分为籼稻特异的序列。这些全长cDNA克隆及序列资源为籼粳稻在基因结构及更深入的功能研究提供了一个很好的平台。
我们进一步开展了籼、粳差异表达的芯片分析。首先,我们把得到的籼稻广陆矮4号的10,081条全长cDNA克隆经质粒抽提和PCR扩增,研制了广陆矮4号的 cDNA芯片。通过籼稻广陆矮4号和粳稻日本晴的各3种组织,包括发芽的种子、14天苗期的苗以及根的cDNA杂交芯片,分析籼粳稻基因的差异表达。芯片结果显示,共有231个基因在籼、粳亚种间有显著的表达差异,在根中共171个,在苗中有109个,而在发芽的种子则只有40个。在每种组织中,我们随机挑选了各10个基因通过实时定量RT PCR进行验证,发现27个基因的定量结果和芯片分析结果一致。我们在这27个基因中鉴定出了2个籼稻特异表达的基因。我们还在4种籼稻和4种粳稻中考察了这些基因的表达量,大部分差异表达基因在籼粳之间是具普遍意义的。