Genome-Wide Characterization of cis-Acting DNA Targets Reveals theTranscriptional Regulatory Framework of Opaque2 in Maize
全基因组水平分析顺式作用DNA靶序列以揭示玉米转录因子Opaque2的转录调控构架
The Plant Cell IF:9.3382015.03
研究背景:
转录因子Opaque2 (O2)调控的作用一直受到人们的关注,但由于O2的多效性作用机理的不明确性,限制了其在农业中的应用,前期研究虽然表明O2可以影响多种玉米蛋白的表达,但是否直接参与多种玉米蛋白的表达调控是未知的。本研究采用RNA-seq和CHIP-seq分别从整个转录水平和全基因组水平研究Opaque2突变型玉米的表达情况并搜索O2在全基因组水平的DNA位点情况,联合两者分析可以揭示差异基因是否为O2所调控。
研究思路:
1)实验材料:
Opaque2突变型(实验组)和野生型(对照组)纯合玉米授粉15天后的胚乳,每种3个生物学重复
2)建库测序:
RNA-seq和CHIP-seq 平台:Illumina HiSeq 2500
3)信息分析
RNA-seq数据分析:mapping至玉米基因组(软件TopHat2.0.6)、DEGs分析、LncRNA分析(软件PhyloCSF)
CHIP-seq数据分析: mapping至玉米基因组(软件Bowtie2 version 2.2.3),Peak峰搜寻(软件MACS2 version 2.0.10),Peak关联基因(Peak位于基因转录区、内含子区、转录起始位点上游1kb、转录终止位点下游1kb)查找、BindingMotif 分析(软件MEME-ChIP)CHIP-seq和RNA-seq关联分析
研究结果:
1. Opaque2突变型和野生型RNA-seq数据分析
RNA-seq分析获得了1605个差异表达的基因,其中有838个基因上调、 767个基因下调;383个差异表达的lncRNA,其中258个基因上调、125个基因下调。qRT-PCR验证结果与RNA-seq结果一致(选取40个差异表达基因,其中38个与RNA-seq结果一致)。1605个差异表达的基因有607个获得GO功能注释。这些差异基因与营养的储存活性、N代谢、胁迫抵抗等有关。
![CHIP-seq CHIP-seq]()
2. CHIP-seq与RNA-seq数据关联分析
1)CHIP-seq数据分析
测序数据mapping到参考基因组,利用MACS2检测到了1686个peak (即,O2结合位点),并对peak的分布进行了统计,有66%的peak分布在1143个基因上(genic regions),其中21%位于基因的启动子区,且peak主要集中在最近基因TSS上游300bp。还检测到了个O2结合的motif,其中TGACGTGG是最保守的,主要分布在peak的上下游100bp。
2)CHIP-seq和 RNA-seq数据关联分析
RNA-seq分析获得的1605 DEGs中,有39个在CHIP-seq分析中分析受O2调控,而RNA-seq分析获得的LncRNA没有发现受O2调控。研究发现,O2参与除16- 和18-kD 玉米蛋白以外的其他所有玉米蛋白的表达调控;对2个转录因子(Myb-like 和 GBF1)有直接调控作用,并参与调控与C和氨基酸代谢、生物胁迫相关的基因。
![CHIP-seq CHIP-seq]()