一种玉米氮响应基因调控元件分析方法技术

本发明专利技术涉及一种玉米氮响应基因调控元件分析方法。通过将转录组测序、基因共表达网络构建、基因功能注释、元件富集分析和酵母单杂交等技术进行融合应用，将复杂的基因调控网络简化从而挖掘其中的关键转录调控因子。利用本发明专利技术方法进行调控元件分析和转录因子挖掘，可以降低分析难度并提高预测的准确性。以降低分析难度并提高预测的准确性。以降低分析难度并提高预测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种玉米氮响应基因调控元件分析方法


[0001]本专利技术涉及一种复杂基因网络调控元件的分析方法和运用其进行转录因子挖掘和分析。
技术背景
[0002]基因调控元件分析可以用于预测调控该基因的转录调控因子，是预测基因功能的重要手段之一。目前的调控元件预测和分析软件对于单个基因或者一组基因调控元件的预测具有较高的效率。但是对于玉米氮响应这种复杂的调控网络，通过分析单个或少数基因调控元件，对于预测关键转录调控因子会存在较大的偏差。因此，复杂基因网络调控元件的分析方法是目前急需解决的问题之一。

技术实现思路

[0003]为了解决目前玉米等作物复杂网络调控元件和转录因子分析的准确性，本专利技术利用转录组测序、共表达网络构建、基因功能注释、元件富集分析和酵母单杂交等方法，进行复杂网络调控元件分析和转录因子挖掘，以降低分析难度并提高分析的准确性。
[0004]本专利技术的具体技术方案如下：
[0005](1)对不同时间氮刺激处理的样品进行转录组测序，通过分析转录组数据获取差异表达基因(Differentially expre本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米氮响应基因调控元件分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对不同时间氮刺激处理的样品进行转录组测序，通过分析转录组数据获取差异表达基因DEGs；(2)利用步骤(1)中的差异表达基因数据构建基因共表达网络，挖掘共表达模块；(3)计算步骤(2)中每个模块与氮处理和氮代谢的关系，筛选出与氮处理时间和氮响应marker genes紧密相关的模块；(4)对步骤(3)中获得模块进行功能注释，找出与氮生物过程紧密相关的基因；分析这些基因启动子区域共有调控元件，此步骤每个模块独立分析，无重叠；(5)将步骤(4)获得的共有元件进行富集分析和氮相关功能预测，筛选出在自身模块的基因启动子区域具有显著富集且在其他模块基因启动子区域不具有显著富集的元件和与氮代谢途径紧密相关的元件,此步骤中的富集分析和功能预测分析独立进行，将两种方法预测的元件合并，并移除重复；(6)将步骤(5)获得的元件与已知的数据库进行比对，保留与已知转录因子结合位点具有显著相似性的元件，利用酵母单杂交技术进行验证并挖掘参与调控氮响应相关基因的转录因子，验证正确的调控元件即为本发明所获得的元件。2.根据权利要求1所述的玉米氮响应基因调控元件分析方法，其特征在于，步骤(1)中将低氮条件下培养2周且表现出缺氮症状的玉米幼苗进行氮刺激处理0分钟，15分钟，30分钟，1小时，2小时，4小时，8小时和12小时。分别取不同处理时间的玉米根系进行转录组测序，分别取不同处理时间的玉米根系进行转录组测序，每个时间点设3个生物学重复，利用TopHat软件将测序reads比对至玉米B73_V4基因组，FPKM值被用于表示基因的表达水平，R语言包EdgeR用于计算对照和氮处理样品中的差异表达基因，此处差异表达基因的选择标准为：在至少2个处理时间的p值<0.05且|log2|>1.5。3.根据权利要求1所述的玉米氮响应基因调控元件分析方法，其特征在于，步骤(2)中利用共表达网络分析R包Weighted Gene Co
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Expression Network Analysis对步骤(1)中的分析获得的差异表达基因构建基因共表达网络，利用无维度类型的拓扑重叠矩阵进行网络构建，Cut
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off R2设置为0.8，软阈值β设置为14，最小模块大小为100。利用拓扑重叠测量检测基因模块，并将相似的模块合并，阈值0.2，这些模块以不同的颜色进行命名和分类。4.根据权利要求1所述的玉米氮响应基因调控元件分析方法，其特征在于，步骤(3)中所述的氮响应marker基因的获得方法为：从公共数据库下载氮响应相关的转录组数据，并独立分析各组数据中的差异表达基因，分析不同来源数据中重叠的差异表达基因，并对其进行功能注释，将在不同来源数据中都具有差异表达且表达模式类似、与氮生物过程紧密相关的基因定义为氮响应的marker gene。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤(3)计算步骤(2)中获得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐筋燕，赵涵，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：