基于马尾松转录组的可变剪切分析
摘要
马尾松（Pinus massoniana）是松科松属植物，也常常被称为“青松”，它们体型巨大，最高可以长到40多米，广泛分布于中国秦岭以南地区。马尾松能够适应较为贫瘠的土壤条件，是中国南方非常重要的造林树种，具有非常高的经济应用价值。可变剪切（alternative splicing，AS）是调节基因表达和产生蛋白质多样性的重要机制，是导致真核生物基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。可变剪切在真核生物中普遍存在，由多种转录和转录后调控机制协调控制，并在组织和物种特异性分化模式中起关键作用。本研究对马尾松转录组的可变剪切进行分析，分析马尾松高通量测序数据，筛选可以发生可变剪切的基因，并分析它们和不发生可变剪切基因的异同。筛选部分可变剪切进行实验验证，初步探究它们在马尾松生长发育中的作用。
关键字：马尾松；转录组；可变剪切
1 马尾松简介
马尾松（Pinus massoniana）是松科松属乔木，高可达45米，胸径1.5米；树皮红褐色，枝平展或斜展，树冠宽塔形或伞形,枝条每年生长一轮（广东两轮），冬芽卵状圆柱形或圆柱形，针叶，细柔，微扭曲，两面有气孔线，边缘有细锯齿；叶鞘宿存。雄球花淡红褐色，圆柱形，聚生于新枝下部苞腋，穗状，雌球聚生于新枝近顶端，淡紫红色，种子长卵圆形，4-5月开花，球果第二年10-12月成熟。
马尾松分布极广，北自河南及山东南部，南至两广、湖南（慈利县）、台湾，东自沿海，西至四川中部及贵州，遍布于华中华南各地。一般在长江下游海拔600-700m以下，中游约1200m以上，上游约1500m以下均有分布。马尾松是中国南部主要材用树种，经济价值高。有很强的适应干旱贫瘠土壤环境的能力，研究表明是其中含有的酶参与了干旱胁迫响应，参考实验谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应[1]。马尾松的生长高大，适应环境生长快、适应性强与其体内激素调控密切相关，参考实验百脉根PIN基因家族的鉴定与分析[2]。
2 转录组简介
RNA测序（RNA-seq）在过去十年里逐渐成为全转录组水平分析差异基因表达和研究mRNA差异剪接必不可少的工具。随着二代测序技术（NGS）的发展，RNA-seq的应用也越来越广。现已经可以应用于很多RNA层面的研究，比如单细胞基因表达、RNA翻译（translatome）和RNA结构组（structurome结构组学）。新的有意思的应用，如空间转录组学（spatialomics）也在积极研究中。通过结合新兴的三代长读长long-read和direct RNA-seq技术，以及更好的计算分析工具，RNA-seq帮助大家对RNA生物学的理解会越来越全面：从转录本在何时何地转录到RNA折叠以及分子互作发挥功能等。
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