基于三代和二代测序技术的甘蓝型油菜全转录组全景图解析

【作者】 姚圣黎； 胡鸣； 程晓晖； 刘立江； 黄军艳； 刘胜毅； 童超波；

【机构】 中国农业科学院油料作物研究所；

【摘要】 甘蓝型油菜为异源四倍体,包含两个高度相似的A和C亚基因组,其基因组内存在大量由多倍化衍生的重复基因,这给准确分辨重复基因之间的转录本造成极大困难,阻碍了对甘蓝型油菜基因组转录水平的研究。根据中心法则,基因通过转录形成m RNA再翻译成蛋白质。由于基因的转录通常存在多种可变的剪切方式,从而一个基因可以形成许多种不同的m RNA。此前,由于技术和资源的限制,油菜一直缺乏全基因组水平所有基因的转录m RNA数据库,导致油菜基因功能研究缺乏可查询和可参考的基因注释信息。基于三代全长转录本测序技术对油菜各组织(包括根、茎、叶、花和角果)进行转录组测序,随后开发了一种基于重复基因间SNP变异的phase分型方法,将全长转录本准确对位到正确的重复基因和亚基因组位置上,进一步在转录水平上解析了全基因组参考基因的可变剪切、新转录本、长链非编码RNA、可变的多聚腺苷酸化(APA)、融合基因等,成功绘制了甘蓝型油菜转录全景图,构建了油菜"标准"的参考转录本数据库。同时,对甘蓝型油菜多组织的可变剪切进行比较分析,发现大量的基因可变剪切体呈现组织特异表达模式,且易受非生物胁迫诱导。该研究增进了对甘蓝型油菜基因组在全转录水平的认识和理解,更新了全基因组参考基因注释信息,为甘蓝型油菜功能基因研究和开展基因组设计育种提供了数据基础和理论指导。更多还原