基于PacBio RS Ⅱ和NGS的甘蓝型油菜可变剪接分析的开题报告.docx

基于PacBioRSⅡ和NGS的甘蓝型油菜可变剪接分析的开题报告
一、研究背景
甘蓝型油菜（BrassicanapusL.）是著名的油籽作物，其籽粒含有丰富的脂类和优质蛋白质，有着重要的经济价值和食品营养价值。近年来，伴随着人们对健康食品需求的不断增加，油菜籽的市场规模也在不断扩大，成为了全球农业生产中的重要组成部分。
在油菜品种育种过程中，基因工程技术已经被广泛应用。而基因的可变剪接（alternativesplicing，AS）是个体内调节基因功能最常用的方法之一，它能够产生不同的转录本，进而影响到蛋白质表达水平和多样性。AS是目前基因研究领域的热门研究方向，被认为是生物学研究的重要领域。近年来，AS在调节植物生长发育、逆境响应、抗病能力等方面的研究也愈加深入。因此，研究油菜基因的AS方式，将有助于了解油菜基因调控的机制。
二、研究内容和目的
本研究主要针对油菜AS变体的分析及其在基因表达中的功能进行探究。主要内容包括：
1.基于PacBioRSⅡ和NGS的油菜基因可变剪接分析，建立油菜AS数据库；
2.对油菜可变剪接事件进行注释，并进行差异表达分析；
3.利用生物信息学工具，预测油菜可变剪接事件对基因表达的功能影响；
4.验证部分结果的真实性。
本研究旨在从油菜基因本身的表达规律、调节机制入手，对油菜AS变体进行系统性的分析，探究其在油菜基因表达及功能上的作用。
三、研究方法
本研究主要采用基因注释、基因组序列分析、差异分析及生物信息学分析等多种方法。具体步骤如下：
1.采集油菜不同组织的RNA样本，利用PacBioRSⅡ和NGS技术进行RNA测序，获取低剪接（lowsplice）和高剪接（highsplice）转录本的序列信息；
2.对油菜RNA序列进行质量控制和去除低质量序列，利用目前已有的油菜基因组资料，对RNA序列进行注释，获得可变剪接事件的类型、位置和表达水平信息；
3.采用TC统计学分析和R包的edgeR软件，对油菜AS变体的表达量进行差异分析并确定显著改变的AS事件；
4.利用网络分析工具，预测不同可变剪接isoform对基因功能的影响，对差异表达的AS事件进行功能分析；
5.为了验证预测的ASisoform对基因功能的影响，可以进行转录后调节的实验研究，如RT-PCR、Westernblot等技术方法。
四、研究意义和预期结果
本研究可深入探究油菜基因可变剪接在基因表达及功能上的作用，为后续研究开展提供重要依据。同时，本研究建立的油菜AS数据库，可为油菜基因调节和功能研究提供宝贵的参考和数据资源。预期结果如下：
1.发现并注释多种油菜AS变体，建立油菜AS数据库；
2.确定差异表达的AS事件，并通过生物信息学分析，预测不同可变剪接isoform对基因功能的影响；
3.对预测结果进行验证，为揭示AS在油菜基因调控中的作用机制提供依据。
通过本研究的开展，将更好地了解油菜基因调控的机制，推动油菜育种进程，提高油菜生产水平和经济效益。同时本研究的方法和成果对其他菜蓝花科或其他植物的AS研究也具有一定的借鉴意义。