[发明专利]一种基于动态关联分析挖掘玉米籽粒油脂代谢机制的方法

权利要求书

1.一种基于动态关联分析挖掘玉米籽粒油脂代谢机制的方法，其特征在于，所述机制包括调控机制及遗传和分子机制，均包括以下步骤：

（1）收集玉米自交系授粉后15天的籽粒转录本测序获得基因表达量数据；

（2）收集26个与玉米籽粒含油量相关联的基因数据；

（3）收集玉米自交系组成的关联群体的籽粒含油量数据；

（4）动态关联分析LA模型的建立；

（5）全基因组范围内挖掘调控26个含油量关联基因共表达模式动态变化的的调控基因及全基因范围内鉴定与26个含油量关联基因共表达模式动态关联的候选基因；

（6）对候选基因进行功能注释；

（7）检测候选基因是否落在油份性状的QTL区间内；

（8）提取候选基因5'UTR上游50kb和3'UTR下游50kb 共100kb范围内的所有SNP标记，与玉米自交系的油份表型数据进行区段关联分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玉米自交系根据系谱信息分成了2组：热带和亚热带、温带，小组内采用完全随机区组法，设2 个重复，每个自交系每个重复播种1 行，所有材料均进行自交，收获未成熟的授粉后15天的籽粒，每个自交系的两个重复各取3-4 穗，每穗取1-2 粒籽粒，混合提取籽粒总RNA，随机选择玉米自交系368个样品用于RNA-seq。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述RNA-seq具体通过以下步骤：首先，用Poly（T）寡聚核苷酸从总RNA中抽取全部带Poly（A）尾的RNA，主要为mRNA，然后将截获的mRNA随机打断成片段，用六碱基随机引物合成cDNA第一链，并加入逆转录酶合成cDNA第二链，经过试剂盒纯化并对cDNA片段进行末端修饰，连接测序接头，再经琼脂糖凝胶电泳回收目的大小片段，进行PCR扩增，用Illumina GAⅡ基因分析系统进行序列测定及分析，获得基因的表达量数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基因的表达量数据，对其进行的缺失值预处理如下：对于数据集中的每个基因，如果其表达值在高于30%的样本中缺失，则在后续的分析中舍弃该基因。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调控机制的动态关联分析LA模型具体采用以下方法建立：LA的数学定义如下：

LA(X, Y|Z)=Eg'(z) 公式1

其中，所述X为26个含油量关联基因的表达量，Y为26个含油量关联基因的表达量，Z为全基因组基因表达量；假设X，Y，Z是均值为0，方差为1的连续随机变量，则X，Y的相关性表示为E(XY)；当Z=z时，g(z)=E(XY|Z=z)，g(z)检测的是当Z=z时，XY基因对的共表达模式；g(z)的导数表示为g'(z)，该值可用于共表达模式变化的期望测定，

当Z符合标准正态分布时，LA值可简单的表示为LA(X,Y|Z)=E(XYZ)；

X，Y，Z代表具有正态分布表达谱的三个基因，则LA(X, Y|Z)表示为：E(XYZ)=(x₁y₁z₁+x₂y₂z₂+...+x_my_mz_m)/m 公式2

LA用来反应基因对共表达模式的动态变化，即当Z基因表达量较高时，XY基因对的表达量呈正相关（co-regulated），E(XY|Z=1)为正数；当Z基因表达量较低时，XY基因对的表达量呈负相关（contra-regulated，），E(XY|Z=0)为负数，因此基因对的表达调控模式由正相关（co-regulated）转变为负相关（contra-regulated），LA值记为正；相反，基因对的表达调控模式由负相关（contra-regulated）转变为正相关（co-regulated），LA值记为负。