[發明專利]一種基于基因對共表達模式動態關聯解析玉米籽粒類胡蘿卜素代謝調控機制的方法

有效

• 申請號: 201710169156.6
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107058526B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李慧;許秀勤;裴臘明;李鵬;車榮會;高幸幸;何琳琳
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;C12Q1/6895;G16B20/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種基于基因對共表達模式動態關聯解析玉米籽粒類胡蘿卜素代謝調控機制的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）通過玉米基因組數據庫maizeGDB下載類胡蘿卜素代謝通路中的關鍵基因13個；

（2）收集玉米自交系授粉后15天的籽粒轉錄本測序獲得基因表達量數據，提取上述13個關鍵基因的表達量數據；

（3）動態關聯分析LA模型的建立；

所述動態關聯分析為建立動態關聯分析模型，所述動態關聯分析LA的數學定義如下：

LA(X， Y|Z)=Eg'(z) 公式1

所述X， Y和Z表示玉米籽粒基因的表達量；

其中，所述X，Y和Z均為類胡蘿卜代謝通路里13個關鍵基因的表達量，假設X，Y，Z是均值為0，方差為1的連續隨機變量，則X，Y的相關性表示為E(XY)；LA描述條件期望時，即當Z=z，g(z)=E(XY|Z=z)，g(z)檢測的是當Z=z時，XY基因對的共表達模式；g(z)的導數表示為g'(z)，用于共表達模式變化的期望測定；LA的數學定義如下：

當Z符合標準正態分布時，LA值可簡單的表示為LA(X， Y|Z)=E(XYZ)；

則LA(X， Y|Z)表示為：E(XYZ)=(x₁y₁z₁+x₂y₂z₂+...+x_my_mz_m)/m 公式2；

LA用來反應基因對共表達模式的動態變化，即當Z基因表達量較高時，XY基因對的表達量呈正相關（co-regulated），E(XY|Z=1)為正數；當Z基因表達量較低時，XY基因對的表達量呈負相關（contra-regulated），E(XY|Z=0)為負數，因此基因對的表達調控模式由正相關（co-regulated）轉變為負相關（contra-regulated），LA值記為正；相反，基因對的表達調控模式由負相關（contra-regulated）轉變為正相關（co-regulated），LA值記為負；

（4）利用動態關聯分析鑒定通路中關鍵基因之間的調控關系；

所述玉米籽粒類胡蘿卜素代謝通路中的關鍵基因為ZDS1，PDS1，PSY1，lcyB，lcyE，HYD1，HYD4，CYP97A，crtRB1，CYP97C，ZEP2，ZEP1，VDE；

所述玉米自交系分成了兩組：一組為熱帶，一組為亞熱帶、溫帶，小組內采用完全隨機區組法，設2 個重復，每個自交系每個重復播種1 行；所有材料均進行自交，收獲未成熟的授粉后15天的籽粒，每個自交系的兩個重復各取3-4 穗，每穗取1-2 粒籽粒，混合提取籽粒總RNA，隨機選擇368 個樣品用于RNA-seq。