利用WGCNA進行玉米花期基因共表達模塊鑒定

楊宇昕 桑志勤,2 許 誠 代文雙 鄒 棖,*

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利用WGCNA進行玉米花期基因共表達模塊鑒定

楊宇昕1桑志勤1,2許 誠1代文雙1鄒 棖1,*

1中國農業科學院作物科學研究所, 北京 100081;2新疆農墾科學院, 新疆石河子 832000

權重基因共表達網絡分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系統生物學的一種研究方法, 在挖掘生物學數據與特定性狀之間的生物學關系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(L.)自交系B73的14份不同發育階段的轉錄組數據, 篩選掉低表達豐度的基因, 最終得到了22,426個高表達的基因用于創建基因表達矩陣; 利用不同組織作為性狀, 創建表型矩陣。然后利用R軟件中的WGCNA包建立了共表達網絡, 共得到20個模塊。本研究將與組織相關性高于0.65的模塊定義為組織特異性模塊, 最終鑒定到14個組織特異性模塊。利用在線網站Agrigo對組織特異性模塊中的基因進行GO (gene ontology)富集分析, 發現14個模塊中均可以得到富集種類。開花作為玉米生育周期中的一個重要生理過程, 不僅代表著植物從營養生長到生殖生長的轉變, 也關系到產量、株高和抗逆性等農藝性狀。本研究發現8個組織特異性模塊中的基因可以富集到與開花調控的代謝通路。此外, 有17個已經報道過的開花時間調控基因存在于共表達模塊中, 并且主要分布在Blue模塊和Darkmagenta模塊, 因此本研究重點關注了這2個模塊內部的基因調控網絡。本研究通過計算不同組織中的基因表達豐度, 并聯合權重基因共表達網絡分析的方法, 鑒定到了具有生物學意義的共表達基因模塊, 挖掘到了數個開花相關的模塊, 有助于揭示玉米開花調控的遺傳機制。……