[發明專利]一種基于動態關聯分析挖掘玉米籽粒油脂代謝機制的方法

有效

• 申請號: 201710169264.3
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106929579B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李慧;許秀勤;車榮會;裴臘明;李鵬;何琳琳;高幸幸
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;C12Q1/6895;G16B40/00;G16B25/10
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種基于動態關聯分析挖掘玉米籽粒油脂代謝機制的方法，其特征在于，所述機制包括調控機制及遺傳和分子機制，均包括以下步驟：

（1）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；

（2）收集26個與玉米籽粒含油量相關聯的基因數據；

（3）收集玉米自交系組成的關聯群體的籽粒含油量數據；

（4）動態關聯分析LA模型的建立；

（5）全基因組范圍內挖掘調控26個含油量關聯基因共表達模式動態變化的的調控基因及全基因范圍內鑒定與26個含油量關聯基因共表達模式動態關聯的候選基因；

（6）對候選基因進行功能注釋；

（7）檢測候選基因是否落在油份性狀的QTL區間內；

（8）提取候選基因5'UTR上游50kb和3'UTR下游50kb 共100kb范圍內的所有SNP標記，與玉米自交系的油份表型數據進行區段關聯分析。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述玉米自交系根據系譜信息分成了2組：熱帶和亞熱帶、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，隨機選擇玉米自交系368個樣品用于RNA-seq。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述RNA-seq具體通過以下步驟：首先，用Poly（T）寡聚核苷酸從總RNA中抽取全部帶Poly（A）尾的RNA，主要為mRNA，然后將截獲的mRNA隨機打斷成片段，用六堿基隨機引物合成cDNA第一鏈，并加入逆轉錄酶合成cDNA第二鏈，經過試劑盒純化并對cDNA片段進行末端修飾，連接測序接頭，再經瓊脂糖凝膠電泳回收目的大小片段，進行PCR擴增，用Illumina GAⅡ基因分析系統進行序列測定及分析，獲得基因的表達量數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基因的表達量數據，對其進行的缺失值預處理如下：對于數據集中的每個基因，如果其表達值在高于30%的樣本中缺失，則在后續的分析中舍棄該基因。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調控機制的動態關聯分析LA模型具體采用以下方法建立：LA的數學定義如下：

LA(X, Y|Z)=Eg'(z) 公式1

其中，所述X為26個含油量關聯基因的表達量，Y為26個含油量關聯基因的表達量，Z為全基因組基因表達量；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)；當Z=z時，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)，該值可用于共表達模式變化的期望測定，

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)；

X，Y，Z代表具有正態分布表達譜的三個基因，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。