基于转录组数据的烟粉虱选择性剪切比较分析

【摘要】：选择性剪切(Alternative Splicing,AS)是高等生物调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制,是造成高等生物产生多样化蛋白质以及复杂化转录本的关键影响因素,对生物的生长发育、信号转导、生物和非生物胁迫等过程都具有重要的调控作用。选择性剪切广泛的参与了高等生物对生物胁迫或非生物胁迫逆境的转录调控过程中,为生物提供了一条迅速应环境变化的及时有效的调控方案。本研究基于数据库中大量已测序的不同烟粉虱隐种转录组、基因组数据,首先对转录组数据进行处理与质控分析,用HISAT2以及Bowtie2软件进行序列情况的对比分析,然后使用RMATS分析不同隐藏物种之间选择性剪切差异,完成可变剪切事件表达的定量,最后将差异表达基因进行GO分析、KEGG Pathway富集分析。取得了如下研究结果:1.三种烟粉虱隐种的S组和C组选择性剪切的鉴定与比较分析,结果表明MEAM1、MED、SSA-ECA三种烟粉虱隐种的发生选择性比例分别为2.3%、0.9%、1.3%。转录起始区域可变剪切(TSS)和转录结束区域可变剪切(TTS)所占比例最大。在MEAM1亚种中,主要是一些钙通道、神经酰胺代谢、离子门控通路相关的基因发生剪切;在MED亚种中,主要是一些离子门控通路、DNA结合位点相关基因发生剪切;在SSA-ECA通路中,主要是一些离子门控通路、激素水平调节通路等相关基因发生剪切。2.MED型烟粉虱不同发育阶段,成年和卵选择性剪切的对比分析,结果发生选择性剪切的比例为1.9%,转录起始区域可变剪切(TSS)和转录结束区域可变剪切(TTS)所占比例最大,主要是一些生物蛋白质、乙酰胺合成等相关通路的基因。3.MED烟粉虱隐种选择性剪切对病毒感染的影响,TYLCV和ToCV相比,结果发生选择性剪切的比例为0.6%,转录起始区域可变剪切(TSS)和转录结束区域可变剪切(TTS)所占比例最大,主要是一些蛋白质合成转移、蛋白代谢等相关通路的基因。4.烟粉虱MEAM1隐种莫诗朗和对照相比,结果发生选择性剪切的比例为1.6%,转录起始区域可变剪切(TSS)和转录结束区域可变剪切(TTS)所占比例最大,主要是一些激素水平调节通路、蛋白合成等相关通路的基因。通过分析烟粉虱不同隐种、不同环境胁迫、生物胁迫条件下,该生物选择性剪切的差异,探寻其逆境适应性、抗药适应性的机理。从选择性剪切的角度,为发掘烟粉虱入侵分布危害机制打下基础。